Consideração do efeito arco em paredes estruturais sobre vigas através da simulação numérica em elementos finitos

Abstract

Resumo: Paredes estruturais, quando apoiadas em vigas sobre apoios discretos, devido a deformabilidade da viga tem seu carregamento concentrado próximo aos apoios, fenômeno conhecido como efeito arco. Esse tem por consequência a modificação dos esforços na viga suporte e acréscimo das tensões em regiões da alvenaria. Este trabalho tem por objetivo avaliar, por meio de modelagem computacional em elementos finitos, com o auxilio do programa ABAQUS, esse fenômeno no sistema alvenaria e viga suporte. Utilizou-se nas modelagens realizadas propriedades obtidas através de ensaios experimentais em prismas, blocos e argamassas. Foram realizadas diferentes análises com modelos de não-linearidade física, baseados na mecânica do dano, e com diferentes condições de aderência para as interfaces. Além disso, foi também avaliada a influencia das cargas horizontais na formação do arco. Os resultados mostraram a importância da discretização da viga com elementos planos, a consideração de cargas horizontais e a análise do acréscimo de tensões na alvenaria.

Abstract: Structural walls, when supported on beams on discrete supports, due to the deformability of the beam has the loading concentrated close to the supports, a phenomenon known as arch effect. That modified stresses in the support beam and increases in masonry regions. This work aims to evaluate, through computational modeling in finite elements, with the help of the ABAQUS program, this phenomenon in the masonry and support beam system. The modeling properties were obtained through experimental tests in prisms, blocks and mortars. Different analyzes were performed with physical nonlinearity models, based on the mechanics of the damage, and with different adhesion conditions for the interfaces. Further, the influence of horizontal loads on arc formation verified. The results show the importance of the discretization of the beam with plane elements, the consideration of horizontal loads and the analysis of the increase of stresses in the masonry.