Análise numérica do comportamento não-linear de prismas de alvenaria estrutural submetidos a ações verticais utilizando o elemento finito prismático regular linear

Abstract

Atualmente, o Engenheiro Estrutural necessita incorporar a análise numérica como uma ferramenta de trabalho usual, de modo a manter a qualidade e a competitividade de seu trabalho, principalmente quando da análise de projetos de alvenaria estrutural, em que a discretização do sistema estrutural ainda é feita de forma bastante simples. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo principal a simulação numérica do comportamento não-linear de prismas de alvenaria estrutural submetidos a ações verticais. A discretização estrutural é feita por meio do Método dos Elementos Finitos, utilizando elementos prismáticos com oito nós, simulando as partes do bloco de concreto (14 x 19 x 29cm) e as juntas de argamassa, permitindo assim a modulação tridimensional dos prismas, bem como a introdução separada do módulo de elasticidade do concreto e da argamassa. Para isso, foram elaboradas sub-rotinas, em Visual Basic, que fazem parte integrante do código computacional FEISdec - Finite Element for Idealization of Structures: development and execution by computer, software institucional em desenvolvimento na Faculdade de Engenharia, Campus de Ilha Solteira, Departamento de Engenharia Civil. Tal código foi utilizado para a simulação de dois ensaios realizados no NEPAE - Núcleo de Estudo e Pesquisa da Alvenaria Estrutural, sendo que por meio da comparação entre os dados experimentais e numéricos foram obtidos bons resultados.

Currently, the structural engineer needs to assimilate the numerical analysis as a tool of frequent work, in this way he keeps the quality and the competitiveness in his work especially by the analysis of structural masonry projects, where the structural system discretization is still made in a simple way. In this context, this work aims the numerical simulation of nonlinear behavior of structural masonry prisms submitted to vertical actions. The structural discretization is made through the Finite Element Method, using the prismatic elements with eight joints, simulating the concrete block parts (14 x 19 x 29 cm) and the mortar meeting, allowing the tridimentional modulation of prisms, as well as the separated introduction of concrete and mortar elasticity module. Subroutines have been developed, in Visual Basic, and they are integrant parts of computer code FEISdec – Finite Element for Idealization of Structures: development and execution by computer, institutional software in development at Engineering College, Ilha Solteira Campus, Department of Civil Engineering. The code was used to simulate two laboratory tests realized at NEPAE – Núcleo de Estudo e Pesquisa da Alvenaria Estrutural, through the comparison between the experiment and numerical data were good results had been obtained.