Comportamento sob compressão de alvenaria de tijolos ecológicos com juntas de cola PVA e argamassas convencional e colante
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Guilherme Aris Parsekian
Rodrigo Barreto Caldas
Rodrigo Barreto Caldas
Resumo
As estruturas de alvenaria com tijolos de solo cimento têm ganhado destaque nos países em desenvolvimento devido à sua praticidade, baixo custo e alternativa ecologicamente sustentável. No entanto, a literatura apresenta uma escassez de estudos numéricos sobre estruturas de alvenaria em tijolos de solo cimento, sendo a maioria das pesquisas voltadas para tijolos de concreto e cerâmicos. Este trabalho dedica-se à modelagem numérica do comportamento estrutural de três tipos de pequenas paredes, com diferentes tipos de juntas de assentamento: Argamassa Convencional (ARG), Argamassa Colante (AC) e Cola de Poliacetato de Vinila (PVA). Para isso, inicialmente, foram analisados os ensaios de caracterização das alvenarias. Em seguida, foram elaborados modelos no software ABAQUS, utilizando o método dos elementos finitos. A calibração dos resultados numéricos foi realizada por meio de uma análise crítica e comparativa entre os resultados numéricos e experimentais. Os resultados numéricos apresentaram boa correlação com os experimentais, mostrando-se satisfatórios. Observou-se que o efeito das imperfeições na interface de contato entre os tijolos foi mais evidente nas pequenas paredes coladas com PVA, devido à espessura reduzida das juntas de assentamento. Diante disso, na etapa seguinte, foi realizado um estudo estocástico baseado na Simulação de Monte Carlo, com o objetivo de avaliar estatisticamente os contatos na interface entre os tijolos observadas nas pequenas paredes com cola PVA. Este estudo estocástico permitiu compreender a influência das irregularidades geométricas na interface de ligação dos tijolos, bem como seu efeito na propagação de danos e na capacidade resistente das pequenas paredes. Na sequência, desenvolveu-se um estudo paramétrico que permitiu investigar a influência dos principais parâmetros mecânico-geométricos das paredes. Um estudo analítico foi desenvolvido, visando elaborar um modelo de cálculo capaz de prever a capacidade resistente axial das alvenarias constituídas de tijolos solo cimento. Os estudos analíticos proporcionaram uma boa aproximação do comportamento das pequenas paredes.
Abstract
Masonry structures with soil-cement bricks have gained prominence in developing countries due to their practicality, low cost and ecologically sustainable alternative. However, the literature presents a shortage of numerical studies on masonry structures with soil-cement bricks, with most research focused on concrete and ceramic bricks. This work is dedicated to the numerical modeling of the structural behavior of three types of small walls, with different types of laying joints: conventional mortar (ARG), adhesive mortar (AC) and polyvinyl acetate glue (PVA). For this, the characterization tests of the masonry were initially analyzed. Then, models were developed in the ABAQUS software, using the finite element method. The calibration of the numerical results was performed through a critical and comparative analysis between the numerical and experimental results. The numerical results showed good correlation with the experimental ones, proving to be satisfactory. It was observed that the effect of imperfections at the contact interface between the bricks was more evident in the small walls bonded with PVA, due to the reduced thickness of the bed joints. In view of this, in the next step, a stochastic study based on Monte Carlo simulation was carried out, with the objective of statistically evaluating the contacts in the interface between the bricks observed in the small PVA walls. This stochastic study allowed us to understand the influence of the geometric irregularities in the bonding interface of the bricks, as well as their effect on the propagation of damage and the resistance capacity of the small walls. Next, a parametric study was developed that allowed us to investigate the influence of the main mechanical-geometric parameters of the walls. An analytical study was developed, aiming to develop a calculation model capable of predicting the axial resistance capacity of the masonry made of soil-cement bricks. The analytical studies provided a good approximation of the behavior of the small walls.
Assunto
Engenharia de estruturas, Estruturas de alvenaria, Argamassa, Modelagem matemática, Método dos elementos finitos
Palavras-chave
Alvenaria, Solo cimento, Micromodelagem, Método dos elementos finitos, Estudo estocástico, Análise paramétrica