Resumo O objetivo principal desta pesquisa é determinar as propriedades mecânicas da argamassa de assentamento à compressão, avaliando o início do dano, perda de rigidez e variação do coeficiente de Poisson aparente. Foram testados dois tipos de argamassa, com traços em volume de 1:0,5:4 e 1:1:6 (cimento, cal e areia), testadas aos 28 dias, com corpos de prova de prova cilíndricos com duas relações diâmetro/altura (d/h), de 0,3 e 1,0. Estas relações diâmetro/altura foram escolhidas de forma a avaliar o efeito do confinamento causado pelo atrito entre os pratos de aplicação de carga da prensa e o corpo de prova. Foram desenvolvidos, também, modelos numéricos de maneira a confrontar os resultados com os experimentais. Dos resultados experimentais conclui-se que há diferenças significativas de comportamento mecânico entre os dois tipos de argamassa e as duas relações diâmetro/altura. A relação d/h influenciou a relação tensão-deformação e o coeficiente de Poisson aparente do material, definido aqui como a relação entre as deformações específicas lateral e axial, independentemente da formação das fissuras. O início da fissuração e a perda de rigidez para os dois tipos de argamassa e relações d/h são diferentes e dependem do nível de tensão aplicado. Todas as amostras com relação d/h igual a 0,3 apresentaram decréscimo de volume específico constante até a ruptura, mas com uma pequena expansão das deformações laterais. Por outro lado, as amostras com relação d/h igual a 1,0 apresentaram um crescimento da rigidez após o aparecimento da primeira fissura, resultando em aumento do volume específico. O comportamento tensão-deformação obtido nas análises numéricas e experimentais das amostras de argamassa 1:0,5:4 com relação d/h igual a 0,3 foram similares até, aproximadamente, 10 MPa, depois disso, houve divergência entre os resultados dos dois conjuntos. Para a relação d/h igual a 1,0, as deformações específicas verticais foram similares, mas as deformações específicas laterais foram muito diferentes próximo à ruptura. O modelo numérico não foi capaz de representar o crescimento não linear das deformações específicas laterais próximo à ruptura porque a propagação de fissuras e a perda de rigidez não puderam ser controladas. Para a argamassa 1:1:6, as deformações específicas verticais dos modelos numéricos e experimentais foram semelhantes, mas mais uma vez não foi possível repetir o crescimento não linear das deformações específicas laterais próximo à ruptura.

Abstract The main goal of this research is to determine the mechanical properties of bedding mortar by assessing the mortar damage onset, the stiffness plasticity degradation and the apparent Poisson´s ratio under compression. Two mortar types, 1:0.5:4 and 1:1:6 (cement:lime:sand ratio), were used and tested at 28 days; specimens had diameter-to-height (d/h) ratios of 0.3 and 1.0. These diameter-to-height (d/h) ratios were chosen to evaluate the effect of confinement caused by the friction between the steel plates of the testing machine and the sample. Numerical models were developed, and their response compared with the experimental results. From the experimental results, it was concluded that there are meaningful differences in their responses with weak and strong mortar types and different d/h ratios. The d/h ratio influences the relationship between the stress and strength and the apparent Poisson´s ratio of the specimen, which is defined herein as the ratio of the horizontal to vertical strain, regardless of cracking of the specimen. The mortar damage onset and stiffness plasticity degradation for both mortar types and d/h ratio are different and depend on the stress/strength ratio level. All samples with a d/h ratio of 0.3 show a constant decrease in the volumetric strain until failure but with negligible expansion on the horizontal deformation. In contrast, samples with a d/h ratio of 1.0 present an increase of stiffness after development of the first crack, which causes the increase of the sample volume. Numerical simulation and experimental results for mortar 1:0.5:4 with a d/h ratio of 0.3 are similar until approximately 10 MPa, after which the numerical results diverge from the experimental results. For the d/h ratio of 1.0, the vertical strain results are also similar, but the horizontal strains results near failure are very different. The model can not represent the nonlinear increase of the horizontal strain near failure probably because the crack propagation and the stiffness plasticity degradation could not be controlled. For mortar 1:1:6, vertical strains from numerical and experimental results are similar, but again the model can not reproduce the nonlinear increase of horizontal strain near failure.

Para evitar efeitos negativos em walls de vedação produzidos pela deformabilidade horizontal excessiva, a NBR 6118 e a NBR 15575 apresentam valores práticos de limites de deslocamentos horizontais aplicados à modelagem convencional (sem a consideração das walls de preenchimento no modelo estrutural). Entretanto, a inclusão das walls no modelo permite a avaliação quantitativa das tensões solicitantes nas alvenarias de preenchimento e a avaliação da ocorrência de fissuras nas mesmas (por cisalhamento, tração diagonal ou compressão diagonal). Neste trabalho são apresentados resultados de simulações numéricas de quadros de concreto armado considerando a presença da alvenaria de preenchimento. O objetivo principal do trabalho é demonstrar como pode ser realizada a verificação do estado limite de serviço produzido por ações horizontais quando as walls são incluídas na modelagem. Os resultados das simulações permitiram a avaliação das tensões solicitantes e do provável tipo de fissuração nas alvenarias. Os resultados também permitiram identificar algumas vantagens e limitações do procedimento prático da NBR 6118 em termos de deslocamentos limites.

Brazilian Codes NBR 6118 and NBR 15575 provide practical values for interstory drift limits applied to conventional modeling in order to prevent negative effects in masonry infill walls caused by excessive lateral deformability, however these codes do not account for infill walls in the structural model. The inclusion of infill walls in the proposed model allows for a quantitative evaluation of structural stresses in these walls and an assessment of cracking in these elements (sliding shear diagonal tension and diagonal compression cracking). This paper presents the results of simulations of single-story one-bay infilled R/C frames. The main objective is to show how to check the serviceability limit states under lateral loads when the infill walls are included in the modeling. The results of numerical simulations allowed for an evaluation of stresses and the probable cracking pattern in infill walls. The results also allowed an identification of some advantages and limitations of the NBR 6118 practical procedure based on interstory drift limits.

Neste trabalho são apresentados os resultados experimentais sob compressão centrada de alvenaria estrutural de blocos cerâmicos. Foram estudadas quatro diferentes geometrias de blocos designados por A, B, C e D, sendo o primeiro e segundo (A e B) com septos arredondados com diferentes áreas líquidas, o terceiro bloco (C) com furos verticais no formato retangular e o último (D) com um duplo septo central. O programa experimental abrangeu os estudos de blocos, prismas e paredes. Os prismas e as paredes foram construídas com dois traços de argamassa 1:1:6 (tipo I) e 1:0,5:4 (tipo II) (proporções em volume de cimento:cal:areia). Para tanto, foram realizadas análises da resistência à compressão do bloco, prismas e paredes, construídas com essas geometrias em escala reduzida na proporção de 1:3 das dimensões reais. Com base na análise dos resultados experimentais, pode-se concluir que o bloco tipo D, que possui duplo septo central, é o bloco mais eficiente para o uso em alvenaria estrutural entre os blocos analisados. As paredes construídas com os blocos do tipo D apresentaram uma melhor capacidade de absorver esforços verticais, devido à coincidência dos septos entre as fiadas subseqüentes, provocadas pela existência de um duplo septo central. Além disso, não se verificou influência significativa da resistência da argamassa na resistência de prismas e paredes.

This paper presents the experimental results of a research program with ceramic block masonry under compression. Four different block geometries were investigated. Two of them had circular hollows with different net area. The third one had two rectangular hollow and the last block was with rectangular hollows and a double central webs. The prisms and walls were built with two mortar type 1:1:6 (I) and 1:0,5:4 (II) (proportions by volume of cement: lime: sand). One:three small scale blocks were used to test block, prisms and walls on compression. It was possible to conclude that the block with double central webs gave better results of compressive strength showing to be more efficient. The mortar didn't influenced the compressive strength of prisms and walls.

O principal objetivo deste trabalho é investigar o comportamento não linear de prismas de blocos de concreto a compressão, com ênfase na deformabilidade e modo de ruptura. Um total de dezoito (18) prismas com blocos sobrepostos foram testados, usando blocos vazados com uma única geometria e dois traços de argamassa. Para investigar o efeito da junta vertical utilizaram-se dois meios blocos na junta intermediária dos prismas. Utilizou-se o programa comercial DIANA para simular em elementos finitos o comportamento da alvenaria estrutural. As simulações numéricas foram realizadas usando um elemento bidimensional de oito (8) nós e o estado biaxial de tensões do material foi modelado pela combinação das condições de Rankine e Drucker-Prager. Foram comparados os resultados numéricos e experimentais para validar a capacidade de prever as deformações e a carga última do conjunto. Pode se perceber pelos resultados que um modelo analítico não pode ser formulado sem um entendimento das interações entre o bloco e argamassa. Foi observado que a não linearidade da alvenaria correspondeu a um aumento nas deformações laterais devido à extensiva fissuração do material e a um progressivo aumento nas proporções entre a deformação lateral e axial; as fissuras nos prismas de três blocos construídas com argamassa forte foram verticais em ambos os lados; os prismas construídos com argamassa mais fraca tiveram um modo de ruptura por esmagamento e, também, fissuras verticais devido à concentração de tensões em alguns pontos; a presença da junta vertical nos prismas levou a uma fissura de separação entre o bloco do meio e a junta vertical de argamassa.

The main goal of this work is to investigate the nonlinear behavior of concrete block masonry prisms under compression, with an emphasis in the prism deformability and the failure modes. A total of 18 stack-bonded prisms have been tested, using hollow blocks of a single geometry and two different mortar types. To investigate the effect of vertical joints, the bond pattern - stack and running bond - in the prism was varied, by using half units. Finite element analysis of hollow masonry prisms was done utilizing a commercial non-linear finite element code DIANA. The numerical simulation were carried out using non-linear two dimensional 8-node elements and the biaxial stress state material was modeled by a combination of the yield conditions of Rankine and Drucker-Prager. The numerical and experimental results were compared to validate the ability to predict deformation and peak load. The results show that an analytical model cannot be formulated without understanding the interaction between block and mortar. It was observed that: the non-linearities of the masonry correspond to an increase in the lateral strain due to extensive cracking of the material and a progressive increase in the ratio between lateral and axial strains.; the cracks in the three block stacked prisms constructed with a stronger mortar were vertical on both sides; the prisms constructed with a weaker mortar had, as a consequence of localized crushing, also vertical cracks due to stress concentration at some points; the presence of a vertical joint in the prism led to the appearance of separation cracks between the middle block and the vertical mortar joint.

Neste trabalho são apresentados os resultados experimentais sobre compressão centrada de alvenarias estruturais de blocos cerâmicos. Foram estudadas quatro diferentes geometrias de blocos designados como A, B, C e D, sendo o primeiro e segundo (A e B) com septos arredondados com diferentes áreas líquidas, o terceiro bloco (C) com furos verticais no formato retangular e o último (D) com um duplo septo central. O programa experimental abrangeu os estudos de produção de blocos, prismas e paredes. Os prismas e paredes foram construídos com dois traços de argamassa 1:1:6 (I) e 1:0,5:4 (II) (proporções em volume de cimento:cal:areia). Para tanto, foram realizadas análises de resistência à compressão do bloco, prismas e paredes, construídos com essas geometrias em escala reduzida na proporção de 1:3 das dimensões nominais. Com base na análise dos resultados, pode-se concluir que o bloco tipo D, que possui duplo septo central, é o bloco mais eficiente para o uso em alvenaria estrutural entre os blocos analisados. As paredes construídas com os blocos do tipo D apresentaram uma melhor capacidade de absorver esforços verticais, devido à coincidência dos septos entre as fiadas subsequentes, provocadas pela existência de um duplo septo central. Além disso, não houve influência significativa da resistência à compressão da argamassa na resistência à compressão dos prismas e paredes.

This paper presents the experimental results of a research program with ceramic block masonry under compression. Four different blocks geometries were investigated (A, B, C and D). Two of them had circular hollows (A and B) with different net area. The third one had two rectangular hollows (C) and the last block contained rectangular hollows and double central webs (D). The prisms and walls were built with two mortar types 1:1:6 (I) and 1:0,5:4 (II) (proportions by volume of cement: lime: sand). Thus, compressive strength analyses of the blocks, prisms and walls, built with these geometries on a small scale in the proportion of 1:3 of the nominal dimensions were made. It was possible to conclude that the block with double central webs gave better results of compressive strength showing to be more efficient. The walls built with blocks type D had a better ability to absorb vertical efforts due to the coincidence of the cross webs, because of the double central webs. Furthermore, the compressive strength of the mortar didn´t influence the compressive strength of the prisms and walls.

Reforçar estruturas é uma prática que demanda conhecimento do sistema de reforço e do comportamento da estrutura interferida. A necessidade de recuperação e reforço em estruturas de madeira, em detrimento à troca das peças de um arranjo estrutural, exigiu da construção civil a procura por métodos eficientes e confiáveis. Dentre esses métodos tem se destacado o uso de fibras, sendo as de carbono, vidro e aramida as mais pesquisadas e utilizadas. Nesta pesquisa avaliou-se a associação da fibra de vidro e de carbono à madeira de Eucalyptus grandis in natura e autoclavada com o uso do adesivo epóxi, objetivando analisar a viabilidade técnica desse tipo de combinação no reforço de estruturas de madeira por meio da interpretação dos resultados de ensaios de tração e modos de ruptura. Definidas as variáveis, procederam-se os ensaios de tração direta nas amostras. Os resultados apontaram uma superioridade da fibra de carbono em relação às fibras de vidro quanto à tensão de ruptura. Com a aplicação da fibra de carbono em corpos de prova fraturados, obteve-se uma recuperação de 90% da resistência em comparação aos corpos de prova sem fraturas. Em relação ao substrato, de um modo geral, as madeiras de Eucalyptus in natura e autoclavada não apresentaram diferenças significas no desempenho quanto à aderência da resina epóxi.

The practice of structural strengthening demands knowledge about which methods can be used, as well as the behavior among evaluated materials. In the context of Civil Engineering, reliable methods are required for the recuperation and strengthening of woods structures. The most used fibers to recover historic buildings are carbon, glass and aramid fibers. Thus, the goal of this research was to evaluate the association of carbon and glass fiber with adhesive epoxy in woods as Eucalyptus grandis in natural and autoclaved using tensile tests and failure mode. We studied this kind of combination for strengthening wood structures using direct tensile test. Our results showed that carbon fiber is better than glass fiber considering failure mode. On the other hand, strengthening wood structures with carbon fiber recovered 90% of the tensile strength of the materials. Furthermore, Eucalyptus in natura and autoclaved did not present significant differences on their performances under tensile testing with reference to the adherence of the adhesive epoxy.

O objetivo principal deste trabalho é determinar as características físicas e mecânicas dos concretos vibro-compactados a seco para fins estruturais. Foram realizados ensaios para a determinação da área líquida, absorção de água, massa específica, resistência à tração e compressão, módulo de elasticidade, coeficiente de Poisson, modo de ruptura à compressão e tenacidade à fratura à tração e compressão. Além disso, procurou-se simular as distribuições das tensões por métodos numéricos computacionais lineares e não-lineares para verificar o nível das tensões, no intuito de reproduzir os resultados experimentais a fim de desenvolver componentes de melhor desempenho para fins estruturais. Pode-se concluir que, pelas análises nas deformações de compressão e tração, ocorreu uma maior dispersão de valores em função da propagação da fissura, em que a variação média do coeficiente de Poisson foi da ordem dos 60% e para o módulo de elasticidade foi de 13%. A resistência à tração característica do concreto vibro-compactado foi 1,91 MPa, calculada para um nível de confiança de 95%. A resistência à tração direta foi 0,58 vezes a resistência à tração na flexão. Nas simulações, o modelo proposto permitiu uma boa aproximação, para a previsão da resistência última, entre os resultados obtidos numericamente e os experimentais. Houve uma aproximação nos valores das deformações laterais do modelo numérico comparado ao experimental até, aproximadamente, 50% da resistência última. Já para as deformações axiais, não se conseguiu reproduzir os resultados experimentais, devido à rigidez medida nos modelos teóricos serem maiores que as experimentais. A mudança de parâmetros, como o módulo de elasticidade no modelo teórico, não produziu uma equivalência entre a tensão última obtida numericamente com a resistência à compressão experimental.

The aim of this work is to determine the physical and mechanical behavior of vibro-dry concrete for structural purposes. Tests have been made to determine the net area, water absorption, density, axial compression, elasticity modulus, Poisson ratio, failure mode under compression, tenacity under tensile and compression strain. After a sequence of tests made in the laboratory, it was possible to understand the mechanical properties of vibro-dry concrete block for developing new components for structural purpose. Furthermore, the results of a combined experimental program and numerical modeling to evaluate the linear and non-linear behavior of vibro-dry concrete block were done. For compression and tensile strain, it can be concluded from this work that there was an increasing on the dispersion values due to propagation of the failure. The average coefficient variation of Poisson's ratio was around 60% and for the elasticity modulus was 13%. Characteristic tensile strength of the vibro-compacted concrete was 1.91 MPa, calculated for a confidence level of 95%. The direct tensile strength was 0.58 times the flexural strength. The model proposed for numerical simulations gave a better approach between experimental and numerical results to predict the limit of compressive strength of a block. There was a good approach between numerical models and experimental results of lateral strain until 50% of the limit tensile strength. The numerical model was not being able to reproduce the axial strain on experimental results, due to stiffness measurement on the theoretical models being larger than the experimental ones. The changing of elasticity modulus did not produce difference on compressive strength of numerical model.

Este trabalho pretende avaliar o comportamento mecânico das argamassas de assentamento para o uso estrutural, por meio das propriedades de resistência à compressão, tração na flexão e módulo de elasticidade, sob estados de tensões uniaxial e multiaxial. Portanto, estabelecer correlações entre os resultados mecânicos de diferentes traços de argamassas, relações água/cimento e geometria da amostra associada ao modo de ruptura. As principais conclusões obtidas, entre outras, são: existe uma relação potencial entre a resistência a compressão da amostra de geometria cúbica, cilíndrica e a resistência à flexão (amostra de geometria prismática) em função da relação água/cimento; a função linear é a que melhor ajusta os valores médios do módulo de elasticidade em função da resistência à compressão; a envoltória de ruptura da argamassa confinada lateralmente pode ser representada como uma relação linear de Mohr-Coulomb; observou-se, por meio de ensaios de microscopia eletrônica de varredura a existência de fissuras de retração na interface pasta-agregado e poros isolados, devido ao fluxo ascendente de água causado pela exsudação.

This paper presents the mechanical behaviour of hardening mortars for structural masonry, regarding compressive strength, flexural strength and elasticity modulus under uniaxial and triaxial stress state. One has used casting cubic, prism and cylindrical specimens. The conclusions drawn from the present studies are: there is a potential relation between compressive strength of cube, cylinders and flexural strength with water/cement ratio; there is a linear relation between elasticity modulus and compressive strength of mortar; the ultimate strength envelope can be represented by a linear function; It is possible to observe the macropores with dispersed cracks in the transition zone between paste and grain, the cracks seems to be induced by shrinkage and weeping; mortars exhibits high porosity and different sizes of voids, with a possible initial decrease in volume by closing of the flaw and voids; the constitutive model to represent the non-linear elasticity of mortar was proposed.