Melhoria da resposta sísmica de um edifício com recurso a paredes de CorBe

Abstract

A actividade sísmica tem demonstrado, de forma dramática, que a investigação na área da engenharia sísmica deve ser direccionada para a avaliação da vulnerabilidade das construções, geralmente desprovidas de características resistentes adequadas. O seu esforço deve ser direccionado para a redução da vulnerabilidade e do risco para níveis aceitáveis. O estudo e desenvolvimento de novas técnicas e materiais de reforço e de dissipação de energia, orientado para a melhoria do desempenho sísmico de edifícios, tem como principal papel evitar perdas económicas e de vidas humanas. Neste contexto, no trabalho que aqui se apresenta, desenvolve-se um material compósito que por si só possa contribuir para a dissipação de energia e redução da vulnerabilidade das construções. O material estudado resulta da incorporação de um material celular visco-elástico - a cortiça - numa argamassa, visando a construção de paredes de edifícios. Na fase inicial deste trabalho estudou-se a composição do material compósito. Assume-se que a argamassa tem matriz fixa (tipo e quantidade de cimento, aglomerados e quantidade de água) fazendo variar quer a dimensão do granulado de cortiça, quer a sua fracção volúmica, de forma a determinar a influência destes dois factores no comportamento da argamassa. Foram planeados e desenvolvidos ensaios com o intuito de compreender e avaliar algumas características destas argamassas, podendo verificar-se a sua viabilidade e capacidade resistente. Os estudos foram efectuados para idades distintas da argamassa. Após constatar que esta argamassa apresenta valores interessantes e muito razoáveis de resitência, desenvolveu-se uma nova campanha de ensaios com provetes mais representativos, efectuando-se uma análise de características mecânicas como a resitência à compressão, deformação na rotura e módulo de elasticidade inicial. Com base nos resultados obtidos para estas grandezas desenvolveram-se modelos constitutivos para cada composição do material compósito. Para caracterizar o comportamento cíclico do material realizaram-se ensaios que permitiram avaliar o desempenho destas argamassas e da sua aplicabilidade como dissipadores de energia. A capacidade dissipativa foi avaliada determinando o amortecimento equivalente, verificando-se uma tendência clara para a sua melhoria com a aplicação de cortiça. Em cada uma das etapas deste trabalho foram analisados os mecanismos de rotura e os padrões de fendilhação, para melhor compreender o comportamento macroscópico da argamassa em estudo.

ABSTRACT: Seismic activity has demonstrated, in a very dramatic way, that engineering investigations on this area must be oriented to the evaluation of the vulnerability of constructions, generally disproved of good resistance capacities. Their effort must be oriented to minimize the vulnerability and risks in an acceptable way. In order to avoid economic and human losses, studies of new techniques and developments on reinforcement and dissipation of energy materials, always with the purpose of improving the seismic response of buildings, must be accomplished. In this contest, in the study here presented, a composite material that can contribute to the dissipation of energy and reduction of the vulnerability of constructions was developed. This material was obtained by incorporating a cellular viscous-elastic material – cork – into mortar, with the purpose to be used in building walls. In the first place the composition of this composite material was studied. It was assumed that de mortar had a fixed matrix (kind and quantity of cement, agglomerate and quantity of water) varying both the cork grain dimensions and its volume fraction, in order to determinate the influence of those two parameters in the behaviour of the mortar. In order to understand and evaluate the characteristics of these mortars, tests were done for mortars with different ages. After realizing that these mortars have very reasonable values for resistance, a new series of tests with more representative specimens was carried out. These tests included the analysis on its mechanical properties (resistance to compression, rupture deformation and initial elastic modulus). With the results that were obtained for these quantities, constitutive models were developed for each composition of the composite material. To characterise the cyclic behaviour of these materials, tests that allowed to evaluate the performance of these mortars and it’s applicability as energy dissipation systems were performed. The dissipation capacity was analyzed by the determination of the equivalent damping. A clear improvement was found using cork. In every step of this work, the rupture mechanisms and cracking patterns were analysed in order to better understand the macroscopic behaviour of the mortar in question.