Simulação numérica da resposta de estruturas modulares pré-fabricadas em betão a ações horizontais

14 de junho de 2024

Com a atual falta de habitação, em particular em Lisboa e Porto, associada a um número insuficiente de empresas de construção e, ainda, a uma clara carência de mão-de-obra especializada, a pré-fabricação em betão apresenta um interesse renovado e reforçado. Para reduzir custos e tempo de execução, a modularização surge como a solução mais adequada. Contudo, sendo Portugal um país com forte sismicidade, a caracterização do comportamento de estruturas pré-fabricadas em betão armado sob ações horizontais é fundamental de forma a apoiar os projetistas no dimensionamento deste tipo de estruturas, garantindo segurança e fiabilidade dos projetos na ocorrência de sismos. Na presente dissertação foram propostos três tipos de simulação numérica de um ensaio de corte referente a uma parede pré-fabricada de betão, ligada a uma viga de betão armado exclusivamente através de varões de ligação. Após a calibração e validação dos tipos de modelação numérica propostos, foi realizado um estudo paramétrico com o objetivo de estudar o efeito das seguintes variáveis no desempenho da parede sob ações horizontais: esforço axial aplicado no topo da parede, resistência à compressão do betão, diâmetro da ligação, posição das ligações e número de ligações. Dos três tipos de modelação numérica apresentados, dois apresentaram resultados aproximados aos do ensaio experimental, fornecendo por isso confiança para serem utilizados na fase de projeto e para investigações futuras. Para parâmetros como a força de cedência, força para o deslocamento máximo considerado e força máxima do sistema parede-viga, estes dois modelos apresentaram valores com erros inferiores a 9%. With the current housing shortage, particularly in Lisbon and Porto, coupled with an insufficient number of construction companies and a clear shortage of skilled labor, concrete prefabrication presents a renewed and reinforced interest. In order to reduce costs and execution time, modularization appears to be the most appropriate solution. However, as Portugal is a highly seismic country, characterizing the behaviour of prefabricated reinforced concrete structures under horizontal actions is essential in order to support designers in dimensioning this type of structure, guaranteeing the safety and reliability of projects in the event of earthquakes. In this dissertation, three types of numerical simulation of a shear test were proposed for a precast concrete wall connected to a reinforced concrete beam exclusively by connecting bars. After calibrating and validating the proposed types of numerical modeling, a parametric study was carried out with the aim of studying the effect of the following variables on the wall's performance under horizontal actions: axial force applied at the top of the wall, concrete compressive strength, connection diameter, connection position and number of connections. Of the three types of numerical modeling presented, two showed results close to those of the experimental test, thus providing confidence to be used in the design phase and for future research. For parameters such as the yield force, force for the maximum displacement considered and maximum force of the wall-beam system, these two models showed values with errors of less than 9%.

Autores da comunidade :

• 

  A

  Alexandre Nunes Correia

  ist189320

Orientadores desta instituição:

• 

  A

  André Filipe Castanheira Alves Furtado

  ist429506

• 

  E

  Eduardo Nuno Brito Santos Júlio

  ist25191

Mestrado em Engenharia Civil

civil-engineering - Engenharia Civil

Palavras-chave

• Precast concrete structures
• wall-to-beam connections
• numerical modelling
• parametric study
• Estruturas pré-fabricadas em betão
• ligação parede-viga
• modelação numérica
• estudo paramétrico

por - Português

Instituto Superior Técnico