Publicação
Analysis of retrofitting solutions to enhance the seismic behavior of masonry-to-timber connections in historical constructions
| Resumo: | A modelação e interpretação de soluções de reforço em edifícios sismicamente vulneráveis é uma tarefa complexa e incerta, mas fundamental para compreender a sua influência no desempenho sísmico global e local de edifícios. Os edifícios históricos são vulneráveis a sismos, especialmente ao desenvolvimento de mecanismos locais para fora do plano. Esta tendência é devida à debilidade das ligações paredeparede e parede-diafragma horizontal (W-D), essencialmente concebidas para cargas gravíticas. A análise global de edifícios de alvenaria não reforçada é convencionalmente realizada negligenciando as propriedades não lineares das ligações estruturais, enquanto a análise local é habitualmente realizada através de modelos de ligação simplificados, conduzindo possivelmente a resultados muito conservativos. Nesta tese estuda-se a influência das ligações W-D através de análises numéricas avançadas de um edifício de referência, com base numa revisão bibliográfica abrangente e dados experimentais disponíveis. Os modelos numéricos histéricos, calibrados com base em curvas experimentais cíclicas, conseguem reproduzir adequadamente as curvas força-deslocamento envolventes, a degradação de força e a capacidade de dissipação de energia. A análise global é realizada através de análises estáticas e dinâmicas não-lineares, capazes de incluir ligações W-D, obtendo-se a capacidade global do edifício e os correspondentes padrões de dano. Por outro lado, a análise local, baseada no princípio dos trabalhos virtuais, é aplicada como um procedimento eficiente, rápido e simples para a avaliação das ligações WD reforçadas. Uma abordagem mais avançada, baseada na estabilidade dinâmica de blocos rígidos é ainda adotada para realçar os possíveis efeitos dinâmicos de mecanismos de colapso para fora do plano, incluindo ligações W-D não lineares. A solução da ligação reforçada em estudo revela ser uma solução eficaz e pouco invasiva, capaz de aumentar claramente a segurança sísmica de mecanismos de colapso para fora do plano. A avaliação baseada em deslocamentos, através da análise cinemática e considerando a possível amplificação dinâmica da carga sísmica, revela ser um procedimento de dimensionamento dos mais simples e básicos, capaz de fornecer o conhecimento necessário do estado atual a mesma e os parâmetros de dimensionamento da solução reforçada. |
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| Autores principais: | Solarino, Fabio |
| Assunto: | Edifícios de alvenaria não reforçada Engenharia sísmica Ligações parede-diafragma horizontal Modelação numérica Reforço de ligações Earthquake engineering Numerical modeling Strengthening connections Unreinforced masonry buildings Wall-to-diaphragm connections |
| Ano: | 2022 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A modelação e interpretação de soluções de reforço em edifícios sismicamente vulneráveis é uma tarefa complexa e incerta, mas fundamental para compreender a sua influência no desempenho sísmico global e local de edifícios. Os edifícios históricos são vulneráveis a sismos, especialmente ao desenvolvimento de mecanismos locais para fora do plano. Esta tendência é devida à debilidade das ligações paredeparede e parede-diafragma horizontal (W-D), essencialmente concebidas para cargas gravíticas. A análise global de edifícios de alvenaria não reforçada é convencionalmente realizada negligenciando as propriedades não lineares das ligações estruturais, enquanto a análise local é habitualmente realizada através de modelos de ligação simplificados, conduzindo possivelmente a resultados muito conservativos. Nesta tese estuda-se a influência das ligações W-D através de análises numéricas avançadas de um edifício de referência, com base numa revisão bibliográfica abrangente e dados experimentais disponíveis. Os modelos numéricos histéricos, calibrados com base em curvas experimentais cíclicas, conseguem reproduzir adequadamente as curvas força-deslocamento envolventes, a degradação de força e a capacidade de dissipação de energia. A análise global é realizada através de análises estáticas e dinâmicas não-lineares, capazes de incluir ligações W-D, obtendo-se a capacidade global do edifício e os correspondentes padrões de dano. Por outro lado, a análise local, baseada no princípio dos trabalhos virtuais, é aplicada como um procedimento eficiente, rápido e simples para a avaliação das ligações WD reforçadas. Uma abordagem mais avançada, baseada na estabilidade dinâmica de blocos rígidos é ainda adotada para realçar os possíveis efeitos dinâmicos de mecanismos de colapso para fora do plano, incluindo ligações W-D não lineares. A solução da ligação reforçada em estudo revela ser uma solução eficaz e pouco invasiva, capaz de aumentar claramente a segurança sísmica de mecanismos de colapso para fora do plano. A avaliação baseada em deslocamentos, através da análise cinemática e considerando a possível amplificação dinâmica da carga sísmica, revela ser um procedimento de dimensionamento dos mais simples e básicos, capaz de fornecer o conhecimento necessário do estado atual a mesma e os parâmetros de dimensionamento da solução reforçada. |
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