Estudo experimental de ligações entre paredes de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos sujeitas a ações verticais

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Desempenho estrutural de blocos, primas, mini-paredes e paredes de alvenaria estrutural confeccionadas com blocos cerâmicos produzidos a partir da mistura de lama vermelha com argila

Novas técnicas de aprimoramento de resíduos tem se tornado cada vez mais importante na construção civil, principalmente quando se trata da utilização de resíduos de outros segmentos industriais e na redução de matérias primas naturais. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de um resíduo proveniente da produção da alumina metalúrgica conhecido como lama vermelha (LV), no desempenho estrutural de blocos, prismas, mini-paredes e paredes confeccionados com blocos cerâmicos, com seções transversais, reticulada e circular, produzidos a partir da mistura de LV e argila. Foram realizados ensaios experimentais correspondentes à caracterização dos materiais empregados e ensaios de resistência à compressão das unidades, blocos, prismas, mini-paredes e paredes. Todos os materiais e unidades cumpriram com os requisitos normalizados para sua correta utilização nos testes experimentais. Os resultados obtidos dos ensaios a compressão dos elementos demonstraram que os blocos confeccionados com a mistura de LV e argila atenderam aos parâmetros normativos e apresentaram resultados satisfatórios e superiores aos componentes confeccionados com blocos cerâmicos compostos com 100% de argila, empregados usualmente nas construções.

Avaliação experimental do comportamento dinâmico de paredes de alvenaria de tijolo térmico

Compete aos agentes que concebem os edifícios, bem como aos legisladores e aos promotores, dotá-los com o máximo possível de tecnologias passivas que permitam ao utilizador economizar, sem no entanto perder conforto nem salubridade. O presente estudo consiste num trabalho de revisão bibliográfica e de investigação experimental com vista à avaliação do comportamento dinâmico de paredes de alvenaria de tijolo térmico. Aferiu-se o desempenho térmico deste tipo de paredes e a viabilidade da sua utilização essencialmente numa perspetiva da redução dos consumos energéticos e de garantia do conforto térmico e salubridade nos edifícios. Os tijolos térmicos estão cada vez mais a ser introduzidos na construção devido ainda à simplicidade na construção e a possível eliminação/redução do material isolante. Neste trabalho construiu-se uma célula de teste com paredes constituídas por este tipo de tijolo, o Bloco ThermoPrélis, cedido pela empresa PRELIS Lda. Assim, mediu-se o desempenho térmico do mesmo em condições reais, em períodos nas estações de primavera e do verão. Os resultados experimentais mostram claramente as vantagens da construção com este tipo de tijolo, que apresenta um atraso térmico de 7 a 8 horas e um amortecimento da amplitude térmica no ambiente interior bastante significativo, tirando partido do mecanismo físico associado à inércia térmica. Em termos de custos, a construção com tijolo térmico apresenta vantagens, quando comparado com a construção típica em parede dupla com isolamento térmico na caixa-de-ar.

Influência das paredes de alvenaria e das paredes resistentes em pórticos de betão armado sujeitos à ação sísmica

O sismo é uma das catástrofes naturais mais prejudiciais e fatais para o ser humano. Nos últimos anos, este fenómeno natural foi responsável pela morte de milhares de pessoas e pelo colapso de incontáveis edifícios e obras de arte. É prática corrente dos projetos de estruturas porticadas de betão armado desprezar a contribuição dos painéis de alvenaria de enchimento no comportamento e resposta sísmica destas estruturas, assumindo que se está do lado da segurança. Contudo, apesar deste procedimento ser conservativo para o caso das ações verticais, tal não se pode afirmar no caso de ações horizontais, das quais faz parte a ação sísmica. Assim, o presente trabalho tem como objetivo principal analisar numericamente a influência dos painéis de alvenaria de enchimento e das paredes resistentes em edifícios de betão armado, sujeitos à ação sísmica. Sismos recentes têm mostrado inúmeras fragilidades dos edifícios de betão armado. As principais causas são as pormenorizações de armaduras inadequadas, deficiente confinamento do betão, reduzida capacidade resistente das seções, e principalmente as irregularidades de rigidez e massa em altura e em planta. A incorreta construção inerente às paredes de alvenaria é responsável por estas mesmas irregularidades que têm provocado inúmeros danos nas construções, dos quais se destacam os mecanismos de soft-storey. Neste trabalho foram selecionados três edifícios casos de estudo com o intuito de dar resposta ao objetivo deste trabalho. Estes edifícios, alvo de estudos anteriores do LNEC, foram transformados em nove modelos diferentes cada, de forma a ser avaliada a influência das paredes de alvenaria e também do sistema estrutural. Foi usada a ferramenta de cálculo SeismoStruct, tendo sido efetuadas modelações numéricas de forma a realizar várias análises não lineares estáticas e dinâmicas. No final são apresentados e analisados os resultados decorrentes das análises.

Estabilidade de paredes duplas de alvenaria ensaios de eficiência do grampeamento

As paredes de alvenaria não-resistentes têm sido, ao longo do tempo, amplamente utilizadas em fachadas, principalmente como material de enchimento. Este tipo de paredes detêm um papel de elevada importância em sistemas complexos como são os edifícios, uma vez que, separam o interior do ambiente exterior desenrolando um papel chave no desempenho dos edifícios, bem como no conforto dos seus utilizadores. Numa tentativa de aumentar a eficiência energética dos edifícios, vários países têm vindo a utilizar paredes duplas de alvenaria, a fim de criar caixas de ar ou espaços para colocar materiais de isolamento. No entanto, se este tipo de construção não for bem aplicado pode conduzir a patologias ou até mesmo ao colapso das paredes para fora do plano, particularmente devido a forças extremas como os sismos. Esta dissertação tem como objetivo apresentar uma campanha experimental que foi desenvolvida, a fim de investigar a influência do grampeamento em paredes duplas de alvenaria quando submetidas a cargas de compressão. Durante o estudo foram construídos diferentes provetes de paredes duplas de alvenaria onde foram aplicados diferentes tipos e quantidades de grampos. Para além disso, os grampos foram colocados em diferentes posições nas paredes, levando a uma quantidade significativa de variáveis. As cargas axiais aplicadas nos provetes, com o uso de um macaco hidráulico, serviram para averiguar e avaliar o número ideal e posição dos grampos contribuindo, portanto, para entender o cuidado necessário na construção de paredes duplas de alvenaria.

Viabilidade do reforço sísmico de um edifício de pequeno porte em alvenaria de pedra ordinária

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Dimensionamento sísmico de edifícios baixos em alvenaria confinada

O facto de se ignorar a contribuição da resistência às forças laterais que solicitam as paredes de alvenaria das estruturas em zonas sísmicas é um tema que tem dado muito de que falar na engenharia estrutural. Em Portugal os projetistas preferem as soluções em betão armado pela sua ampla aplicação e bons resultados ao longo dos tempos. Perante o exposto anteriormente e com o objetivo de abrir possibilidades a novas alternativas que permitam de igual forma bons comportamentos estruturais, pensando na construção económica e com segurança, apresenta-se este estudo que propõe a aplicação de alvenaria confinada em zonas sísmicas de Portugal. A presente dissertação está composta por seis capítulos. No capítulo I apresenta-se uma introdução ao problema que permita ao leitor o enquadramento no tema, indicando de igual forma os objetivos específicos que foram precisos cumprir para chegar ao objetivo geral pretendido, isto é, a proposta duma metodologia de conceção de estruturas de habitação usando alvenaria confinada em zonas de risco sísmico em Portugal, delimitadas para edificações de 1 a 2 andares. Os requisitos gerais de ligação considerados baseiam-se no documento “SEISMIC DESIGN GUIDE FOR LOW-RISE CONFINED MASONRY BUILDINGS” os quais foram complementados com dados recomendados pelos EC 6 e EC 8 baseados na norma portuguesa. No capítulo II mostram-se antecedentes de estudos nacionais e internacionais da alvenaria confinada, assim mesmo encontram-se as bases teóricas com definições e requerimentos importantes a serem considerados no momento da conceção do projeto, ainda nesta seção indicam-se os passos para a aplicação do método de cálculo de esforços resistentes das paredes de alvenaria confinada (Método Simplificado), tal método foi aplicado e validado em modelos de elementos finitos desenhados com materiais e características sísmicas de comum aplicação em Portugal como se apresenta no capítulo III. No capítulo IV analisam-se os resultados obtidos, levando a que no capítulo V se descreva uma proposta de aplicação de alvenaria confinada em zonas de baixa sismicidade e alta sismicidade em Portugal. Finalmente no capítulo VI os resultados obtidos levam a concluir que em zonas de baixa sismicidade o dimensionamento de densidade de paredes é dependente das cargas gravíticas para edifícios de 1 e 2 níveis. No caso de zonas de alta sismicidade são as forças sísmicas as condicionantes. Ainda para edifícios de 2 níveis nestas zonas,a espessura mínima das paredes é de 0,20 m.

Dimensionamento sísmico de edifícios baixos em alvenaria confinada

O facto de se ignorar a contribuição da resistência às forças laterais que solicitam as paredes de alvenaria das estruturas em zonas sísmicas é um tema que tem dado muito de que falar na engenharia estrutural. Em Portugal os projetistas preferem as soluções em betão armado pela sua ampla aplicação e bons resultados ao longo dos tempos. Perante o exposto anteriormente e com o objetivo de abrir possibilidades a novas alternativas que permitam de igual forma bons comportamentos estruturais, pensando na construção económica e com segurança, apresenta-se este estudo que propõe a aplicação de alvenaria confinada em zonas sísmicas de Portugal. A presente dissertação está composta por seis capítulos. No capítulo I apresenta-se uma introdução ao problema que permita ao leitor o enquadramento no tema, indicando de igual forma os objetivos específicos que foram precisos cumprir para chegar ao objetivo geral pretendido, isto é, a proposta duma metodologia de conceção de estruturas de habitação usando alvenaria confinada em zonas de risco sísmico em Portugal, delimitadas para edificações de 1 a 2 andares. Os requisitos gerais de ligação considerados baseiam-se no documento “SEISMIC DESIGN GUIDE FOR LOW-RISE CONFINED MASONRY BUILDINGS” os quais foram complementados com dados recomendados pelos EC 6 e EC 8 baseados na norma portuguesa. No capítulo II mostram-se antecedentes de estudos nacionais e internacionais da alvenaria confinada, assim mesmo encontram-se as bases teóricas com definições e requerimentos importantes a serem considerados no momento da conceção do projeto, ainda nesta seção indicam-se os passos para a aplicação do método de cálculo de esforços resistentes das paredes de alvenaria confinada (Método Simplificado), tal método foi aplicado e validado em modelos de elementos finitos desenhados com materiais e características sísmicas de comum aplicação em Portugal como se apresenta no capítulo III. No capítulo IV analisam-se os resultados obtidos, levando a que no capítulo V se descreva uma proposta de aplicação de alvenaria confinada em zonas de baixa sismicidade e alta sismicidade em Portugal. Finalmente no capítulo VI os resultados obtidos levam a concluir que em zonas de baixa sismicidade o dimensionamento de densidade de paredes é dependente das cargas gravíticas para edifícios de 1 e 2 níveis. No caso de zonas de alta sismicidade são as forças sísmicas as condicionantes. Ainda para edifícios de 2 níveis nestas zonas,a espessura mínima das paredes é de 0,20 m.

Estudo da resistência ao fogo de pilares de aço inserido em paredes

O comportamento ao fogo de pilares de aço inseridos em paredes de edifícios é substancialmente diferente dos pilares quando isolados. O contacto com as paredes provoca por um lado um efeito de redução das temperaturas, revelando-se de certa forma favorável em termos de comportamento ao fogo, mas por outro lado provocando um aquecimento diferencial das secções levando ao aparecimento de esforços desfavoráveis (momentos fletores) nos pilares, aumentando a instabilidade. Este último fenómeno designa-se de “Thermal Bowing”, provocado pelo aquecimento diferencial, deve ser avaliado por uma quantificação rigorosa das temperaturas nos perfis de aço. O estudo foi realizado em dois níveis, numérico e experimental. Foram testados pilares inseridos em paredes de alvenaria, tanto com a alma paralela como perpendicular à parede. Pretendeu-se assim, avaliar o efeito da ação térmica diferencial no comportamento estrutural dos pilares e concluir qual o efeito das paredes sobre estes na sua resistência estrutural. Foram ainda alvo de análise o nível de carregamento e a esbelteza do pilar. Compararam-se os resultados dos ensaios experimentais com os estudos numéricos, reproduzindo as condições utilizadas nos ensaios experimentais, por forma a contribuir para o desenvolvimento/melhoria dos métodos de dimensionamento dos pilares em situação de incêndio. O programa experimental comportou a realização de ensaios em pilares de aço de secção H, embebidos em paredes. A modelação numérica dos ensaios foi realizada utilizando o programa de computador de elementos finitos ABAQUS, elaborando-se uma análise geométrica e material não - linear. Os principais resultados deste trabalho de investigação foram uma melhor avaliação da evolução de temperaturas na secção transversal dos pilares de aço com aquecimento diferencial, inseridos em paredes, deslocamentos, forças de restrição e esforço axial daí decorrentes. A partir destes resultados, realizou-se uma análise detalhada do deslocamento do centro de gravidade ao longo do tempo, provocada pela degradação das propriedades mecânicas do aço.

Trabalho final de estágio no âmbito da reabilitação de edifícios de serviços do Ministério da Saúde

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Efeitos do capim-colonião sobre o crescimento inicial de clones de eucalipto

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Composição e uso de ladrilhos nos quadros de portas e janelas em construções urbanas do século XVIII.

O artigo apresenta a caraterização e a análise dos ladrilhos utilizados em construções do século XVIII, na cidade de Paranaguá, no Estado do Paraná, avaliando principalmente sua composição química. Através da análise de microscópio eletrônico de varredura foi possível coletar informações que permitiram interpretações sobre a composição dessas peças. Em Paranaguá, grande parte das edificações setecentistas possui paredes em alvenaria de pedra enquanto a utilização desses ladrilhos esteve restrita às estruturas dos quadros de portas e janelas, como alternativa às vergas e umbrais de cantaria ou madeira usados em construções até a primeira metade do século XIX. Algumas ruínas existentes no centro histórico revelam fortes indícios dos materiais empregados, modo de assentamento e dimensões desses ladrilhos. Essas peças são mais delgadas do que os tijolos, ressaltando que estes elementos foram bastante empregados a partir da segunda metade do século XIX. Observando os ladrilhos a olho nu, é possível verificar a variedade de agregados que compõem as argilas. Sendo assim, este trabalho é uma contribuição para a história dos materiais e das técnicas construtivas da cidade de Paranaguá e sua relação de influências com a metrópole portuguesa, ao mesmo tempo em que permitiu apropriações e adaptações locais.

Projeto de reforço de um edifício de habitação

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Estruturas

Chemical resistance of lime-based grouts for masonry strengthening

The stone masonry walls are present in many buildings and historical monuments, with undeniable asset value, but also in old buildings housing both in Portugal and in Europe. Most of these buildings in masonry are in certain cases in a high state of degradation needing urgent intervention. This requires the identification of deficiencies and the application of appropriate intervention techniques. One of the possible techniques for structural consolidation works of stone masonry walls is the injection of fluid mortars currently called grouts. The choice of grouts is very important with regard in particular to their chemical and physical properties. In this study, carried out under the Master of Chemical Engineering, two types of lime-based grouts were used, in order to evaluate and compare their chemical resistance due to the crystallization of soluble salts. One of the grouts is a pre-dosed blend commercially available, Mape-Antique I from company Mapei (CA), and the second grout is a mixture prepared in the laboratory (LB), comprising metakaolin, cement, hydrated lime, water and superplasticizer. With the purpose of evaluating the action of sulphates on these grouts, a series of samples underwent several wetting-drying cycles using two different temperatures, 20 °C and 50 °C. During the experiment it was determined the change of weight and compressive strength in the analyzed grouts, as well as the sulphate ion concentration and pH of the solution in which the samples were dipped. The commercial grout (CA) apparently has a greater chemical resistance to sulphates. However grout LB showed to have positive results in some parameters.

Estudo teórico-experimental da distribuição das ações verticais entre paredes de edifício de alvenaria estrutural cerâmica em escala reduzida

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)