Modelação numérica de modelos experimentais de alvenaria de pedra tradicional

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção, pela Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de LisboaOs edifícios de alvenaria de pedra constituem grande parte do património edificado na Europa, sendo de especial interesse a sua manutenção e preservação para o futuro. Com capacidade resistente à tracção muito reduzida, este género de estruturas apresenta um comportamento material não linear. Neste trabalho, desenvolveram-se modelos computacionais com dois objectivos. Por um lado, pretendeu-se simular o comportamento de modelos experimentais de alvenaria de pedra tradicional à compressão axial e ao corte, replicando-os em estruturas treliçadas com caracterização não linear dos materiais, para implementação de análises plásticas e avaliar campos de tensões resultantes. Por outro lado, modelaram-se as mesmas estruturas recorrendo a elementos sólidos, a que se aplicaram dois métodos de reforço testados experimentalmente e se implementaram análises elásticas lineares, com o objectivo de avaliar as variações nos campos de tensões dos modelos reforçados e conceber modelos de escoras e tirantes. Com este propósito, foi utilizado um programa de cálculo de estruturas com base no método dos elementos finitos, SAP2000® [11], recorrendo-se a cinco tipos de elementos: elemento de ligação tipo nó, elemento barra com comportamento axial, elemento de ligação entre elementos barra com libertação de tracções axiais, elemento membrana e elemento sólido. As análises implementadas são estáticas, sendo aplicadas cargas correspondentes às médias de cargas últimas, obtidas em ensaios experimentais no âmbito de um trabalho de investigação nesta área, em curso no Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa