RESUMO: Estudou-se numericamente o comportamento estrutural resultante de reações álcali-agregado em blocos sobre quatro estacas utilizando software baseado em Método dos Elementos Finitos. Analisou-se a fissuração considerando taxas de reduções nas propriedades mecânicas do concreto (resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade) consequentes da expansão induzida pela reação álcali-agregado (RAA), existentes na literatura. Uma opção para lidar com as mudanças nas propriedades mecânicas, relatadas como influenciadas pelo tipo de agregado reativo, pelas condições ambientais e pelo estado de tensão consiste em usar diretamente o valor das propriedades do material testado na análise, abordagem que foi adotada na pesquisa e implementada no programa de análise. A partir dos resultados encontrados foi possível compreender melhor os três principais efeitos da RAA: expansão, fissuração e degradação das propriedades mecânicas do concreto.

ABSTRACT: The structural behavior resulting from alkali-aggregate reactions on four-pile caps was numerically studied using software based on the Finite Element Method. The cracking was analyzed in terms of reduction rates in the mechanical properties of the concrete (compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity) as a consequence of the expansion induced by the alkali-aggregate reaction (AAR) referred to in the literature. One option for dealing with changes in mechanical properties, reported as influenced by the reactive aggregate type, environmental conditions and stress state, is to directly use the value of the properties of the material tested in the analysis, an approach adopted in the study and implemented in the analysis. From the results found in the analysis program the three main effects of AAR could be better understood: expansion, cracking and degradation of mechanical properties of concrete.

resumo: Neste trabalho foi feita uma análise numérica de pilares-parede de concreto armado com seção transversal retangular. Foram feitas simulações numéricas de 1.440 casos, onde cada caso foi simulado com o modelo de barra única, com o modelo de barras isoladas e com o modelo de malha, além disso, foram feitas simulações em modelos 3D. Para a validação dos modelos 3D e modelos de barra foram feitas comparações entre as simulações e resultados experimentais de 24 pilares de concreto armado. Foram analisados os efeitos de segunda ordem no momento vertical na extremidade do pilar-parede (efeitos localizados de segunda ordem) e também os valores dos momentos horizontais ao longo do comprimento da seção transversal no modelo com malha. Após as simulações numéricas foram feitas análises dos efeitos de segunda ordem no momento fletor ao longo da altura dos pilares-parede e dos momentos fletores na direção do comprimento da seção, observando as influências das principais variáveis que determinam o comportamento dos pilares-parede a relação entre as dimensões da seção transversal, a esbelteza e os esforços solicitantes (esforço normal e momento fletor em torno do eixo de maior inércia).

abstract: This study addresses a numerical analysis of reinforced concrete columns in which the lengths are significantly larger than their widths with a rectangular cross section. Numerical simulations of 1,440 cases were performed, each case simulated with the single bar model, isolated bar model and mesh model, in addition, 3D model simulations were carried out. For the validation of 3D models and bar models, comparisons were made between the numerical simulation e experimental results of 24 reinforced concrete columns. Second order effects were analyzed on the vertical moment at the edge of the columns in which the lengths are significantly larger than the widths (localized second-order effects) and also the values of the horizontal moments along the cross sectional length in the mesh model. Influences of the main variables were observed influencing the behavior of the columns in which the lengths are significantly larger than their widths: the ratio between the cross sectional dimensions, the slenderness and the stresses (normal stress and bending moment around the axis of greatest inertia).

Resumo O trabalho apresenta reflexões acerca das edificações em alvenaria resistente no Estado de Pernambuco. São abordados temas relativos às principais características dessa técnica construtiva bem como as peculiaridades que influenciam diretamente seu desempenho estrutural. Aspectos relacionados aos desabamentos que ocorreram nos últimos anos são igualmente abordados, acompanhados da indicação da causa da ruptura e do ano em que ocorreram. O artigo contempla, adicionalmente, uma extensa caracterização dos materiais e componentes utilizados em construções em alvenaria resistente na região, constituindo-se numa das mais abrangentes investigações sobre essa temática desenvolvida no país. Foi analisado experimentalmente o comportamento compressivo de blocos, prismas e miniparedes confeccionados com esses materiais que integram um sistema de vedação que tem sido utilizado com função estrutural frequentemente na região. Os resultados obtidos permitem identificar a contribuição das camadas de argamassa de revestimento na capacidade de carga dos elementos ensaiados. Diversos fatores que interferem nessa contribuição foram igualmente estudados. Ao final, expõe-se uma súmula dos resultados de todos os ensaios realizados que esclarecem de maneira detalhada as formas de ruptura observadas que se mostraram marcadamente frágeis, a exemplo do que ocorreu na maior parte dos acidentes com esse tipo de edificação na região.

Abstract The paper discusses masonry buildings constructed in the state of Pernambuco, Brazil. Topics such as the main features of this construction technique and the peculiarities that affect its structural behaviour are discussed. Technical information about accidents occurred in recent years are also discussed, along with the historical records of the events, followed by indications of the causes for the collapse. Additionally, this paper presents an extensive characterisation of materials and components used in non-structural masonry constructions in the region, making it one of the most comprehensive research studies on this topic in Brazil. This study conducts an in-depth, numerical and experimental analysis of the behaviour of the compressive strength of blocks, prisms and mini-walls that are part of a non-load bearing system, which is often used in the region to carry loads above its own weight. The results obtained allowed to identify the contribution of several mortar rendering layers to the load capacity of the tested specimens. The factors that influenced the load capacity of the tested specimens are also discussed. Finally, a summary of the main results of all the tests performed is presented in order to provide a detailed explanation for the failures modes observed, which were always sudden and brittle, as was the case in most accidents that occurred with this type of building in the region.

RESUMO Esta pesquisa tem como objetivo apresentar a contribuição da pozolana na durabilidade de argamassas armadas com adição de metacaulim utilizadas para reforço de alvenaria resistente. Sabe-se que, a partir da década de 1960, cerca de 6.000 edifícios foram erguidos com alvenaria de vedação tendo função estrutural na Região Metropolitana do Recife. Essas edificações populares são conhecidas como "prédio caixão" por ter formato de caixa devido ao posicionamento dos apartamentos nos quatro pavimentos, bem como mostram elevados índices de patologias e até acidentes com vítimas fatais. Em que pese o colapso das alvenarias de embasamento ser a causa principal, as alvenarias de elevação da superestrutura não apresentam fundamentação acerca da estabilidade, particularmente pelos blocos serem de vedação, o que conduz à insuficiência de suporte das cargas atuantes e ruptura brusca. Então, buscou-se estabelecer critérios para reforço com argamassa armada dentro da matriz que atendesse três condições imprescindíveis: (i) capacidade de suporte; (ii) ductilidade e (iii) durabilidade. Neste trabalho, são apresentadas conclusões sobre durabilidade, onde o arranjo experimental englobou a especificação de dois traços [(1:1:6:1,5 e 1:0,5:4,5:1,5) - cimento, cal, areia e relação água/cimento], com dois teores de adição (8% e 15%), sendo duas formas de adição (por substituição de parte de cimento e por adição pura). Foram realizados ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade, velocidade de propagação da onda ultrassônica, absorção de água por imersão e métodos acelerados de envelhecimento para avaliação de desempenho frente à carbonatação e cloretos, em corpos de prova de argamassas. Os resultados indicam que o metacaulim pode mitigar substancialmente a ação de agentes deletérios, especialmente nas amostras com adição pura de 15% e traço forte (1:0,5,4,5,1,5).

ABSTRACT The goal of this study was to discuss the contribution of pozzolan to the durability of reinforced mortars with addition of metakaolin used to strengthen non-load bearing walls. It is known that, from the 1960s, around 6,000 buildings have been erected with masonry sealing having structural function in the metropolitan region of Recife. These popular buildings are known as "box-type buildings" because they have the shape of a box due to the positioning of the apartments on four floors. They have high rates of pathologies and even fatal accidents. Despite the collapse of foundation walls, structural masonry has no substantiation regarding stability, particularly because the sealing blocks, which leads to insufficient support of the acting loads and sudden rupture. This way, we sought to establish criteria for strengthening with reinforced mortar within the matrix that meets three essential conditions: (i) support capacity; (ii) ductility and (iii) durability. In this work, we draw conclusions on durability, in which the experimental arrangement encompassed the specification of two proportions [(1:1:6:1.5 and 1:0.5:4.5:1.5)-cement, lime, sand, and water/cement ratio], with two contents of addition (8 and 15%) and two ways of addition (replacing part of the cement and with no cement replacement). Tests of compressive strength, elasticity modulus, velocity of ultrasonic wave propagation, absorption of water by immersion, and accelerated aging methods were conducted to assess the performance regarding carbonation and chlorides in mortar specimens. The results indicate that the metakaolin can substantially mitigate the action of deleterious agents, especially the samples with no cement replacement and 15% whit proportions (1:0.5:4.5:1.5).