Coimbra, Portugal, 2012 COMPORTAMENTO EXPERIMENTAL DE LIGAÇÕES ESTRUTURAIS MADEIRA-ALVENARIA Susana Moreira 1 *, Luís F. Ramos 1, Daniel V. Oliveira 1, Luís Mateus 2, Paulo B. Lourenço 1, Jorge Pinto 3 1: ISISE, Departamento de Engenharia Civil Escola de Engenharia Universidade do Minho 4800-058 Guimarães e-mail: {smoreira, lramos, danvco, pbl}@civil.uminho.pt web: http://www.isise.net 2: Grupo STAP 1050-170 Lisboa e-mail: luismateus@monumenta.pt, web: http://www.monumenta.pt 3: Departamento de Engenharias Escola de Ciências e Tecnologia Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro 5000 Vila Real e-mail: tiago@utad.pt, web: http://www.utad.pt Palavras-chave: Ligações, ensaios cíclicos, reforço, madeira, alvenaria Resumo. Na sequência de vários sismos ocorridos recentemente L Aquila 2009 e Christchurch 2011 e de estudos desenvolvidos nos últimos anos, o reconhecimento da importância de ligações entre elementos estruturais tem vindo a crescer, e tem-se demonstrado que estas são um ponto crítico no comportamento global da estrutura. Ligações apropriadas, piso-parede e parede-parede, contribuem para a mobilização da resposta combinada de ambos os elementos estruturais, em detrimento da formação de mecanismos locais de dano para fora do plano. A escassez de dados, quer a nível experimental, quer numérico, introduz a necessidade concreta de caracterizar a sua resposta a ações sísmicas e compreender o seu impacto no comportamento global da estrutura. Desta forma, foi realizada uma série de ensaios de arrancamento quase-estáticos, monotónicos e cíclicos, em ligações pavimento de madeira-parede de alvenaria (piso-parede) e frontal-parede de alvenaria (frontal-parede). Devido à variedade de ligações existentes, foram reproduzidas em laboratório as ligações estruturais mais desfavoráveis, semelhantes às encontradas em edifícios de alvenaria construídos após o terramoto de 1755, em Lisboa. Dos 15 ensaios de arrancamento realizados até à data, 8 são relativos a ligações piso-parede e 7 relativos a ligações frontal-parede. Nos ensaios de arrancamento de piso-parede foram considerados provetes não-reforçados e reforçados, sendo o reforço composto por uma cantoneira fixa à viga de pavimento e ancorada à parede através de uma solução atirantada. Para a ligação frontal-parede, o reforço aplicado consiste numa placa Gusset a estabelecer a ligação entre o frontal e o sistema de mangas injetadas na parede de alvenaria. Esta exaustiva campanha experimental permitiu caracterizar modos de rotura, forças máximas de arrancamento, comportamento histerético, degradação de resistência e energia total dissipada. Com base nesta informação, é possível estabelecer critérios de apoio ao dimensionamento de reforço de ligações à ação sísmica, explorar pormenores de execução em obra e criar condições para desenvolvimento futuro de modelos numéricos capazes de descrever os fenómenos observados experimentalmente.
1. INTRODUÇÃO A observação dos efeitos de sismos recentes aponta o colapso de paredes de alvenaria para fora do seu plano como um dos mecanismos de colapso mais comuns, que apesar de local, tem demonstrado condicionar a estabilidade global da estrutura. A ausência de ligações estruturais apropriadas é um dos fatores determinantes na ativação deste tipo de mecanismo de colapso [1]. Usualmente, no dimensionamento e análise estrutural, as ligações são consideradas rígidas ou flexíveis, o que representa dois comportamentos extremos que muitas vezes não refletem a sua verdadeira natureza. Estudos recentes conduzidos em edifícios Pombalinos" e Gaioleiros demonstraram que a consideração destas duas situações extremas tem impacto nos resultados numéricos e, consequentemente, sobre a avaliação da vulnerabilidade sísmica dos edifícios [2] [3]. Em resposta à necessidade de reconstruir a baixa lisboeta, adotando um tipo de construção menos vulnerável a abalos sísmicos, os engenheiros da época desenvolveram um sistema estrutural capaz de combinar a flexibilidade de uma estrutura de madeira com a capacidade portante de paredes de alvenaria. Pombalino foi a denominação atribuída à tipologia de edifícios constituídos por uma gaiola de madeira tridimensional, assegurada por juntas de carpintaria cuidadosamente elaboradas e ligada às paredes de alvenaria através de elementos embebidos. A urgência na reconstrução devido à necessidade de realojar grande parte da população conduziu à introdução de simplificações na estrutura e à utilização de materiais de menor qualidade, levando à decadência construtiva e ao aparecimento de uma nova tipologia de edifícios de seu nome Gaioleiro. A evolução entre as duas tipologias regista grande variabilidade de características dificultando o estudo do seu comportamento. Alguns aspetos que distinguem os edifícios de menor qualidade dos edifícios Pombalinos são: a perda de continuidade da gaiola de madeira, a espessura variável das paredes de alvenaria ao longo da altura e o aumento do número de andares (aumento da altura total). As diferenças apresentadas introduziram alterações nas ligações piso-parede e parede-frontal, que na maioria dos casos diminuíram a sua eficácia. Nos edifícios Pombalinos as ligações de maior importância eram realizadas entre os elementos da gaiola de madeira e não tanto entre esta e as paredes de alvenaria. Considera-se que o seu projeto inicial comtemplava, que na ocorrência de novo terramoto, a estrutura de madeira seria flexível o suficiente para assegurar a estabilidade estrutural, em caso de colapso das paredes de alvenaria [4]. Como observado para edifícios até dois pisos atingidos pelo terramoto acorrido nos Açores em 1998, este comportamento é possível, mas existem muitas incertezas quanto a edifícios mais altos [2]. A ligação piso-parede típica consiste em vigas de pavimento de madeira ligadas ao frechal e contrafrechal, através de entalhes e pregos de ferro de 8 cm a 30 cm de comprimento. Ambos os frechais estão embebidos na parede de alvenaria, a 5 cm da face interna desta. Desenhos originais contemplam a presença de conectores metálicos, ferrolhos, ancorando algumas das vigas de pavimento às paredes de alvenaria [4] [5]. Em edifícios Pombalinos tardios e Gaioleiros a ligação foi simplificada, levando à omissão das ligações de carpintaria a meia madeira ou até do frechal, conduzindo ao apoio direto da viga na parede. Com o aumento da utilização do ferro na construção, as ligações começaram a incorporar cantoneiras de ferro para servir de apoios [6]. A ligação parede-frontal presente nos edifícios Pombalinos tirava partido do facto dos prumos e diagonais estarem total ou parcialmente embebidos na parede de alvenaria e também da penetração dos travessanhos na parede. Com o decorrer do tempo, esta ligação deteriorou-se, sendo a ligação parede-frontal assegurada pelas vigas de pavimento. Na maioria dos casos, o desvio da configuração da parede de madeira à do frontal, em cruz de St o. André, é tão grande que se torna abusivo usar esta denominação. Apesar dos detalhes construtivos de cada tipo de ligação serem diferentes, para assegurar a continuidade da transmissão de cargas, as ligações apresentadas dependem do atrito, da aderência e da resistência ao corte da parede de alvenaria. De forma a promover melhor comportamento sísmico, e consequentemente, diminuir a vulnerabilidade sísmica deste tipo de edifícios, algumas soluções de reforço têm vindo a ser sugeridas, mas poucas têm sido alvo de 2
investigação experimental e numérica [7]. A escassez de dados experimentais e numéricos sobre o comportamento de ligações tem funcionado como impedimento à incorporação destas no estudo global de edifícios. Assim, este estudo tem como objetivos principais estudar o comportamento de ligações sujeitas a ações sísmicas e fornecer dados experimentais capazes de clarificar a sua influência sobre o desempenho global da estrutura. Este estudo vai-se focar nas ligações entre paredes de alvenaria e elementos de madeira, pavimentos (parede-piso) e paredes (parede-frontal). Toda a campanha experimental foi desenvolvida com base nos edifícios de alvenaria e madeira construídos em Lisboa após o terramoto de 1755. 2. Campanha experimental Ensaios de arrancamento A campanha experimental consiste em 15 ensaios de arrancamento: 8 ensaios quase-estáticos monotónicos em ligações parede-piso, e 7 ensaios quase-estáticos monotónicos (2) e cíclicos (5) em ligações parede-frontal. Estes ensaios foram acompanhados por ensaios de caracterização mecânica da argamassa e da alvenaria. A resistência à compressão da argamassa é aproximadamente 1.4 MPa, enquanto a da alvenaria apresenta o valor médio de 1.7 MPa. 2.1. Materiais A configuração dos provetes, técnica construtiva e materiais pretendem ser representativos de ligações encontradas em edifícios Pombalinos tardios e Gaioleiros, dado que estas apresentam menor qualidade. No Laboratório de Estruturas da Universidade do Minho foram construídos 6 provetes, dos quais 2 representam ligações parede-frontal reforçadas e 4 representam ligações parede-piso (2 reforçadas e 2 não-reforçadas). Para a ligação parede-frontal adotou-se a configuração mais desfavorável, que corresponde à parede de madeira estar encostada à parede de alvenaria e as duas ligadas apenas pelas vigas de pavimento. Assim sendo, os provetes nãoreforçados parede-piso também são representativos da ligação não-reforçada parede-frontal. Os reforços aplicados têm como princípio comum ancorar os elementos de madeira à parede de alvenaria, seja através de placas de ancoragem para ligações parede-piso, seja através de mangas injetadas para ligações parede-frontal (ver Figura 1). Figura 1. Esquemas dos reforços: piso-parede; parede-frontal. A solução aplicada em ligações piso-parede consiste numa cantoneira aparafusada à viga de pavimento, ancorada à face externa da parede através de uma placa de ancoragem quadrangular com 250 mm de aresta. O tirante é um varão em aço inoxidável AISI 304 classe 80, de diâmetro ϕ16 3
e aplicado com uma inclinação de 15. Em ligações parede-frontal, as mangas injetadas com calda foram colocadas em pares, em furos ϕ50 e espaçadas o suficiente para acomodar um frontal de 120 mm de espessura e as distâncias construtivas exigidas para a placa Gusset. Os varões no interior das mangas injetadas pertencem à Classe 70 de aço inoxidável AISI 304 e têm diâmetro ϕ16 ou ϕ20. Ambas as soluções comtemplam a aplicação de uma camada de GFRP nos elementos de madeira intervenientes na ligação. Ambas as tipologias compreendem uma parede de alvenaria irregular com 400 mm de espessura, 2000 mm de comprimento e 1600 mm de altura, construída com pedras calcárias de dimensão máxima 200 mm e juntas de argamassa no máximo de 50 mm. A espessura de 400 mm corresponde a um valor admitido na literatura como sendo típico de paredes de pisos elevados e confirmado através de um levantamento geométrico realizado em desenhos das tipologias estudadas, mais suscetíveis à formação de mecanismos para fora do plano. Para ligações piso-parede também foram realizados provetes com espessura de 600 mm, para estudar a influência do nível de carga vertical na parede e o seu impacto nos modos de rotura. O comprimento e altura dos provetes foram determinados com base nos modos de rotura previstos para os ensaios e nas condicionantes do laboratório. Conforme apresentado na Figura 2, os modos de rotura expectáveis são: formação do cone de punçoamento (FM1), esmagamento da alvenaria sob a placa de ancoragem (FM2), rotura da ligação cantoneira/viga (FM3), plastificação e rotura do tirante (FM4), escorregamento na interface manga/furo da parede (FM5) e por fim, escorregamento na interface varão/calda. O modo de rotura FM3 comporta: plastificação da cantoneira, rotura por corte dos parafusos e esmagamento da madeira. FM1 FM2 FM1 FM5 FM4 FM3 FM4 FM6 Figura 2. Modos de rotura: piso-parede; parede-frontal. Assim sendo, a configuração padrão para um provete piso-parede consiste numa parede de alvenaria com vigas de madeira de secção 130 180 mm 2, pregadas a frechais de secção 95 95 mm 2. O comprimento de ancoragem da viga de pavimento é 150 mm e o frechal está colocado a 30 mm da face da parede. Apenas duas das vigas de pavimento são prolongadas para além da face da parede, uma vez que o reforço não será aplicado em vigas consecutivas (ver Figura 2a). Logo, apenas dois ensaios serão realizados por provete (4 provetes), o que implica um total de 8 ensaios: 4 nãoreforçados e 4 reforçados. O provete parede-frontal contempla apenas a interação reforço/parede, logo não foram incorporados elementos de madeira. Em cada provete foram instalados 4 pares de mangas injetadas, totalizando 8 ensaios (2 provetes). 2.2. Esquema e procedimento de ensaio Considerando as condicionantes laboratoriais e a dimensão dos provetes, foi possível desenvolver um pórtico de ensaio autoequilibrado capaz de realizar ensaios monotónicos e cíclicos, em que a 4
parede de alvenaria serve de reação à ação aplicada. A força de arrancamento, que pretende recriar a ação sísmica horizontal, foi aplicada diretamente na viga de pavimento ou nas mangas injetadas, através de amarras metálicas. Entre estas e o atuador foi colocada uma rótula, de forma a acomodar pequenas deformações. Para a realização dos ensaios cíclicos, o pórtico foi ancorado à face posterior da parede, garantindo a reação necessária aquando da inversão de sentido da força (ver Figura 3). De forma a simular o estado de compressão nas paredes, resultante das cargas permanentes dum edifício, foram colocados 4 cilindros hidráulicos sobre perfis rígidos de aço no topo da parede, com reação na laje rígida superior, que aplicaram uma carga distribuída sobre a parede (ver Figura 3). Desde a aplicação dos reforços até à realização dos ensaios, o estado de compressão, de 0.2 MPa ou 0.4 MPa, foi mantido constante através do controlo manual da pressão nos cilindros. Estes valores de tensão correspondem a paredes de espessura de 400 mm ou 600 mm, respetivamente. A instrumentação dos ensaios foi realizada através de LVDT e de extensómetros. Os LVDT foram distribuídos na parede com especial incidência na zona circundante ao reforço, com o objetivo de capturar a formação do cone de punçoamento. Nos ensaios parede-piso também foram aplicados LVDT na viga de pavimento, no frechal, nas extremidades do tirante e na placa de ancoragem, enquanto nos ensaios parede-frontal foram utilizados nas extremidades das mangas injetadas. A extensão dos varões de aço foi ainda monitorizada com extensómetros: 2 no tirante da ligação pisoparede e 8 nos dois varões das mangas injetadas. Os ensaios quase-estáticos monotónicos foram realizados em controlo de deslocamento a uma velocidade de 10 µm/s, de forma a acompanhar a evolução do comportamento da ligação e evitar modos de rotura explosivos. Como critérios de paragem foram adotados: queda de 50% da força de pico, progressão do dano para fora da área expectável e em especial para as ligações parede-piso, deslocamento máximo de 120 mm para fora do plano da viga de pavimento. Até à data, apenas foram realizados ensaios quase-estáticos cíclicos nas ligações parede-frontal e o procedimento foi definido com base no comportamento monotónico. O procedimento cíclico consiste em cargas e descargas, sem inversão de sinal e compreende vários patamares até 20 mm, com duas repetições por ciclo. Este abrange um intervalo de velocidades de 10 µm/s a 40 µm/s. Cilindros hidráulicos Ancoragem Laje de reacção Rótula Figura 3. Esquema de ensaio de arrancamento: piso-parede; parede-frontal. 5
2.3. Resultados 2.3.1. Ensaios monotónicos em ligações piso-parede Até à data, foram realizados 8 ensaios monotónicos neste tipo de ligações, nos quais foram obtidos diferentes modos de rotura, como apresentado na Tabela 1. Esta está dividida em ensaios em provetes não-reforçados (U) e provetes reforçados (A). Tabela 1. Características dos diferentes ensaios parede-piso acompanhadas de esquema representativo Provete Modo de rotura F u (kn) d u (mm) WF.40.U.1A Arrancamento dos pregos 9.57 24.07 WF.40.U.1B Arrancamento dos pregos 4.84 22.50 WF.60.U.1A Arrancamento dos pregos 4.43 15.25 WF.60.U.1B Arrancamento dos pregos 4.12 37.21 WF.40.A.1A WF.40.A.1B WF.40.A.1A* WF.60.A.1A Rotura por corte dos parafusos (FM3) Rotura das roscas entre tirante e porcas (FM3) Formação do cone de punçoamento (FM1) Esmagamento do frechal (FM3) 65.50 39.64 76.87 38.20 85.20 52.42 108.62 56.14 A B O aumento da tensão de compressão aumenta as forças de atrito entre a viga de pavimento e o frechal, e entre estes elementos e a alvenaria. Observou-se que este fator diminuiu a rotação da viga, provocando um arrancamento mais direto e com menor força última. No ensaio WF.40.U.1A a rotação da viga de pavimento provocou um aumento do atrito entre a parte superior da viga e a alvenaria, na zona de ancoragem, o que levou a um aumento da força de arrancamento (ver Figura 4a). Dada a grande influência da rotação, no ensaio WF.40.U.1B optou-se por incluir no sistema de ensaio um apoio vertical na viga, o que diminuiu a rotação. Independentemente do modo de rotura, os grandes deslocamentos são resultantes do esmagamento da madeira contra os parafusos (ver Figura 4b). Outra constante em todas as curvas força-deslocamento é o descolamento da cantoneira da viga de madeira, devido à aplicação da camada de GFRP, sendo visível na curva força-deslocamento da Figura 4b uma perda de carga aos 20 kn. Conforme a quantidade de resina epóxi utilizada, assim varia o valor para o qual se regista a perda de carga. 6
Força (kn) 120 110 WF.40.U.1 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Deslocamento (mm) 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Deslocamento (mm) Figura 4. Curvas força-deslocamento: ligação não reforçada; ligação reforçada Força (kn) 120 110 WF.40.A.1A* Nos ensaios de ligações reforçadas, a obtenção do cone de punçoamento era um dos objetivos principais, dado que este modo de rotura está associado com a um comportamento frágil da parede de alvenaria. Através de alterações em componentes da solução reforço, foi possível obter diferentes modos de rotura. Após aumentar o diâmetro dos parafusos de ligação entre a cantoneira e a viga de pavimento, e aumentar o número de porcas no tirante, foi possível observar a formação do cone de punçoamento na alvenaria, com fissuração radial a partir do reforço (ver Figura 5a). Até atingir a rotura observou-se ainda o esmagamento da madeira da viga contra os parafusos e o esmagamento da alvenaria sob a placa de ancoragem, como apresentado na Figura 5b. Figura 5. Modos de rotura: formação do cone de punçoamento; esmagamento da madeira e rotura por corte dos parafusos. Conhecer os diferentes modos de rotura, o dano que provocam e o seu comportamento em termos de curva força-deslocamento, amento, é muito importante para a análise das ligações. Na Figura 6 apresenta-se a relação dos diferentes modos de rotura com a força máxima e respetivo deslocamento, obtidos para a formação do cone de punçoamento. No caso dos provetes não reforçados, para o arrancamento da viga da parede é necessário apenas 10% da força máxima e como não existe esmagamento da 7
madeira, o deslocamento é bastante inferior. Aquando do dimensionamento do reforço da ligação, o projetista terá que considerar qual o modo de rotura mais apropriado, levantando várias questões pertinentes como: Será que provocar a rotura por cone de punçoamento da parede aquando do sismo é o mais apropriado? ou Será melhor controlar a rotura do reforço através do tirante?. Para responder a estas questões é necessário considerar a dificuldade técnica e os custos de reparação em caso de sismo, assim como outras questões pertinentes. F i /F cone 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 Rotura das roscas entre tirante e porcas Arrancamento de pregos Formaçao do cone de punçoamento Rotura por corte dos parafusos 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 d i /d cone Figura 6. Relação entre diferentes modos de rotura para painéis de 400 mm. 2.3.2. Ensaios monotónicos e cíclicos em ligações parede-frontal Apesar dos provetes estarem preparados para 8 ensaios, apenas 7 foram realizados com sucesso. Os resultados obtidos apresentam-se de forma resumida na Tabela 2. Um dos objetivos principais era caracterizar os modos de rotura relacionados com a parede de alvenaria, logo escolheu-se uma classe de aço elevada para os varões das mangas, de forma a impedir a sua plastificação. A formação do cone de punçoamento foi o modo de rotura recorrente, mas o comportamento do reforço resultou da combinação dos deslocamentos das diferentes interfaces. Dos vários ensaios realizados, foi possível observar um aumento de rigidez e de força naqueles mais próximos da base, devido a um efeito de encastramento. Considerando os ensaios realizados no topo e na base da parede, os ensaios apresentam coeficientes de variação de força inferiores a 5%, o que contribui para a consistência de resultados observados. 8
Susana Moreira, Luís F. Ramos, Daniel V. Oliveira, Luís Mateus, Paulo B. Lourenço, Jorge Pinto Tabela 2.. Características dos diferentes ensaios acompanhadas de esquema representativo. representativo Provete Procedimento Fu (kn) du (mm) WT.40.I.1A Cíclico 111.68 5.93 WT.40.I.1C Monotónico 76.93 9.16 WT.40.I.1D Cíclico 81.21 3.94 WT.40.I.2A Cíclico 107.21 8.52 WT.40.I.2B Cíclico 104.93 10.21 WT.40.I.2C Cíclico 74.95 7.73 WT.40.I.2D Monotónico 74.26 7.03 Fu =77 kn CoV = 4% D C A Fu =108 kn B CoV = 3% A formação do cone de punçoamento na alvenaria apresentava-se apresentava se através do aparecimento generalizado de fissuras em redor das duas mangas, geralmente com maior incidência em volta de uma delas, como apresentado na Figura 7a. Na Figura 7b b é possível observar uma combinação dos diferentes danos como escorregamento na interface interface furo/manga e destacamento de pedra e argamassa. Figura 7. Modos de rotura: formação do cone de punçoamento; punçoamento escorregamento na interface furo/manga. As curvas força-deslocamento, deslocamento, monotónica e cíclica, apresentam grande semelhança e são caracterizadas por uma rigidez inicial acentuada, aproximadamente até aos 5 mm, e um amolecimento no pós-pico (ver Figura 8). Nos ensaios cíclicos, observa-se se uma perda de resistência entre ciclos do mesmo patamar e uma degradação da rigidez ao longo do ensaio, que se reflete na dissipação de energia. 9
80 WT.40.I.2D 80 60 WT.40.I.2C Força (kn) 60 40 Força total (kn) 40 20 20 0-20 0 0 5 10 15 20 Deslocamento (mm) 0 5 10 15 20 Deslocamento (mm) Figura 8. Curvas força-deslocamento: ensaio monotónico; ensaio cíclico. Para a análise detalhada dos resultados, foi necessário determinar a contribuição de cada manga para o comportamento global do reforço. Esta distribuição de forças foi realizada com base nas leituras dos extensómetros colocados ao longo dos varões de aço, que permitiu particularizar deslocamentos relativos entre pontos medidos, como parede e varão, e avaliar as suas contribuições para a rotura (ver Figura 9). Os seguintes deslocamentos relativos foram considerados os mais relevantes no modo de rotura e na energia dissipada associada: (A) Extremidades do varão no interior da manga; (B) Extremidade do varão onde é aplicada a força e parede circundante do mesmo lado (ver Figura 9a); (C) Extremidade do varão onde é aplicada a força e face oposta da parede (face traseira). O primeiro deslocamento relativo, (A), caracteriza a contribuição do varão de aço, o segundo deslocamento, (B), fornece informações sobre a contribuição do varão e das interfaces (furo/manga e varão/calda) e o terceiro deslocamento relativo, (C), é responsável por todas as contribuições: varão, interfaces e cone de punçoamento. Para melhor compreender a contribuição de cada deslocamento, foi determinada a energia total (ver Figura 9b) em cada fase dos ensaios. Como esperado, o deslocamento relativo (C) apresenta o valor de energia total mais elevado. Confirma-se também que a formação do cone de punçoamento (diferença entre (C) e (B)) corresponde à maior contribuição para a energia dissipada, afirmando-se como modo de rotura principal. 10
Força (kn) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -10-5 0 5 Figura 9. Deslocamentos relativos: curva força-deslocamento relativo entre extremidade do varão onde é aplicada a força e parede circundante do mesmo lado; energia total de vários deslocamentos. 3. CONCLUSÕES Conforme apresentado, os ensaios das ligações foram executados com sucesso, uma vez que muitas das considerações iniciais foram confirmadas e novas questões foram levantadas. Ambas as ligações apresentam um comportamento complexo e altamente não linear, através da combinação de vários efeitos. Nas ligações piso-parede, a rotura por corte da alvenaria foi obtida para as paredes de 400mm e foi estabelecido um intervalo de forças de arrancamento com base em diferentes modos de rotura. Concluiu-se que nas ligações reforçadas, os deslocamentos maiores são causados pelo esmagamento da viga de pavimento contra os parafusos de ligação à cantoneira. Em ligações não reforçadas, ficou patente a influência do nível de tensão da parede na rotação da viga de pavimento e consequências que daí advêm em termos de força de arrancamento. Conforme pretendido, nas ligações parede-frontal obteve-se a formação do cone de punçoamento, o que mais uma vez permitiu estudar o comportamento limite da interação reforço/parede de alvenaria. A consistência de resultados permitiu concluir sobre a influência das condições fronteira na parede, com maior rigidez a ser verificada na base da parede de alvenaria. A análise das diferentes contribuições de energia confirmou a formação do cone de punçoamento como principal modo de rotura. Pretende-se no futuro, realizar ensaios cíclicos em ligações piso-parede e ensaios de caracterização mecânica (corte, coeficiente de atrito, etc.), de forma a compreender melhor as diferentes contribuições para o comportamento global. Todos estes dados experimentais serão a base para o desenvolvimento e calibração de modelos numéricos, que permitirão análises paramétricas e futura incorporação das ligações em modelos globais de edifícios. AGRADECIMENTOS Deslocamento relativo (mm) Esta campanha experimental foi financiada pelo Projeto Europeu NIKER, para estudar o comportamento de ligações estruturais. Os autores gostariam de agradecer à equipa técnica do Laboratório de Estruturas da Universidade do Minho, pelo seu apoio técnico na preparação e realização dos ensaios. Energia total (kn.mm) 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 (A) Deslocamento acumulado (mm) (B) (C) 11
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