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A presença de paredes de enchimento em alvenaria (IM) em edifícios de betão armado (RC) é muito comum, no entanto, no projeto de edifícios novos e na avaliação de estruturas existentes, estas paredes são ainda hoje geralmente consideradas como elementos não-estruturais e, como tal, a sua influência na resposta estrutural é incorretamente desconsiderada. A influência das paredes é crucial no comportamento global e no desempenho do RC dos edifícios quando sujeito a exigências sísmicas. Este fator foi confirmado pelo mau desempenho de muitos edifícios danificados em sismos recentes na Europa (como por exemplo: L'Aquila/Itália 2009; Lorca/Espanha 2011; Emilia-Romagna/Itália 2012). Muitos autores reconhecem a necessidade de inclusão destes elementos nos modelos numéricos usados para a avaliação sísmica dos edifícios existentes e no projeto de novos edifícios.
As elevadas exigências de corte no plano (IP) a que as paredes são submetidas, e a evolução de dano IP poderão aumentar a vulnerabilidade destas para fora do plano (OOP). O seu eventual colapso para OOP pode resultar em ferimentos graves, vítimas humanas e prejuízos económicos elevados, como ocorreu em eventos recentes.
O conhecimento aprofundado dos vários aspetos relacionados com o comportamento das estruturas porticadas com paredes IM, das suas componentes (elementos estruturais e não-estruturais) e dos efeitos de interação, é fundamental para orientar os projetistas na avaliação e reforço dos edifícios existentes.
No entanto, o conhecimento disponível a este respeito é ainda muito limitado. Assim, os principais objetivos propostos neste projeto de investigação são: (1) caracterização do comportamento das paredes IM quando submetidas a carregamentos IP e OOP; (2) desenvolvimento de soluções inovadoras para reforço das paredes; (3) desenvolvimento de uma ferramenta numérica para a análise da resposta da interação IP e OOP de paredes IM em edifícios RC; (4) calibração do modelo numérico para diferentes  |
Resumo
A presença de paredes de enchimento em alvenaria (IM) em edifícios de betão armado (RC) é muito comum, no entanto, no projeto de edifícios novos e na avaliação de estruturas existentes, estas paredes são ainda hoje geralmente consideradas como elementos não-estruturais e, como tal, a sua influência na resposta estrutural é incorretamente desconsiderada. A influência das paredes é crucial no comportamento global e no desempenho do RC dos edifícios quando sujeito a exigências sísmicas. Este fator foi confirmado pelo mau desempenho de muitos edifícios danificados em sismos recentes na Europa (como por exemplo: L'Aquila/Itália 2009; Lorca/Espanha 2011; Emilia-Romagna/Itália 2012). Muitos autores reconhecem a necessidade de inclusão destes elementos nos modelos numéricos usados para a avaliação sísmica dos edifícios existentes e no projeto de novos edifícios.
As elevadas exigências de corte no plano (IP) a que as paredes são submetidas, e a evolução de dano IP poderão aumentar a vulnerabilidade destas para fora do plano (OOP). O seu eventual colapso para OOP pode resultar em ferimentos graves, vítimas humanas e prejuízos económicos elevados, como ocorreu em eventos recentes.
O conhecimento aprofundado dos vários aspetos relacionados com o comportamento das estruturas porticadas com paredes IM, das suas componentes (elementos estruturais e não-estruturais) e dos efeitos de interação, é fundamental para orientar os projetistas na avaliação e reforço dos edifícios existentes.
No entanto, o conhecimento disponível a este respeito é ainda muito limitado. Assim, os principais objetivos propostos neste projeto de investigação são: (1) caracterização do comportamento das paredes IM quando submetidas a carregamentos IP e OOP; (2) desenvolvimento de soluções inovadoras para reforço das paredes; (3) desenvolvimento de uma ferramenta numérica para a análise da resposta da interação IP e OOP de paredes IM em edifícios RC; (4) calibração do modelo numérico para diferentes condicionantes, como por exemplo, interação IP e OOP, tipologias de parede, condições de contacto entre parede/pórtico, estratégias de reforço aplicadas, etc.
Os resultados e as conclusões experimentais, combinadas com os modelos numéricos calibrados, deverão contribuir de forma significativa para a atualização do conhecimento limitado disponível relacionado com o comportamento cíclico IP e OOP das paredes IM em estruturas de RC, necessário para representar o comportamento real de edifícios existentes (com e/ou sem intervenções de reforço). Uma das principais contribuições deste projeto, comparativamente com anteriores, é o seu foco no estudo do comportamento combinado IP e OOP das paredes, que representará melhor a resposta destes elementos quando sujeito a ações sísmicas.
Além do referido, serão desenvolvidas e testadas soluções de reforço com soluções inovadoras, recorrendo ao uso de elementos metálicos, têxteis, fibras de vidro ou carbono (GFRP/CFRP), e argamassa de alto desempenho reforçado com fibras (HPFRC). As soluções de reforço a estudar serão projetadas e detalhadas considerando preocupações económicas, aplicabilidade real e sustentabilidade ambiental. Os objetivos no desenvolvimento das soluções de reforço para as paredes irá considerar: (i) a compatibilidade entre a rigidez do sistema de reforço e do já existente; (ii) uma definição clara dos objetivos de reforço (em termos de melhoria do desempenho IP e/ou OOP das paredes IM); (iii) redução dos danos para exigências IP; (iv) prevenção da separação e colapso para OOP das paredes IM para estados limite.
Os resultados experimentais e as conclusões obtidas neste projeto de investigação apoiarão o desenvolvimento e a calibração de uma abordagem de modelação não-linear simplificada, considerando o comportamento das paredes IM pela interação IP e OOP para exigências sísmicas. Este modelo/ferramenta simplificada, após a sua calibração, será um importante contributo para a avaliação de edifícios RC existentes e para a avaliação da segurança de uma grande parcela do edificado em Portugal, considerando-se simultaneamente o comportamento IP e para OOP das paredes IM. Diferentes soluções de reforço serão estudadas com modelos numéricos (baseados em estratégias de micro-modelação e modelos simplificados). A calibração dos modelos numéricos será feita com base nos resultados experimentais.
Com base em modelos simplificados calibrados para as paredes IM, simultaneamente para paredes já existentes ou reforçadas, a vulnerabilidade de edifícios de RC poderá ser avaliada para diferentes níveis de exigência sísmica considerando a influência das paredes e das soluções de reforço. Serão desenvolvidas análises paramétricas para as diferentes variáveis que influenciam a resposta das estruturas (pórtico, materiais e pormenores construtivos das paredes, e soluções de reforço). Este modelo simplificado permitirá avaliar os benefícios de cada estratégia de reforço na melhoria do desempenho sísmico nos edifícios. |