Análise modal dos blocos

Determinado o espectro padrão dos blocos experimentalmente, se buscou então analisar quais as frequências mais próximas àquelas encontradas via Técnica de Excitação por Impulso que se destacaram nos espectros padrão das famílias M-15 e M-20, e quais os prováveis modos de vibração associados a elas.

As frequências naturais encontradas por meio das análises modais numéricas foram apresentadas nos ANEXOS A e B.

Os primeiros modos de vibração com frequências próximas de zero são as frequências associadas ao corpo rígido, elas só apresentam movimento de rotação, sem deformação, logo elas foram desconsideradas da análise do espectro.

Para ambas as famílias, a identificação dos modos de vibração e a suas frequências associadas foram importantes especialmente para a análise dos blocos não conformes, possibilitando entender a ausência de algumas frequências nos espectros desses blocos.

Analisando os modos de vibração associados aos picos de ressonância encontrados numericamente nos blocos da família M-15 (Figuras 5.14, 5.15 e 5.16), percebeu-se que cada modo de vibração correspondeu a uma frequência de deformação diferente.

O primeiro pico de ressonância do bloco da família M-15 modelado se deu na frequência 1683,76Hz e teve o modo de vibração de número 10 associado a ele. O segundo pico se deu na frequência 2149,83Hz com o modo

de vibração de número 14 associado a ele, e, por fim, o terceiro pico se deu na frequência de 2789,38Hz com o 18º modo de vibração associado a ele.

O modo de vibração da primeira frequência ressonante identificada dos blocos da família M-15 apresentou de forma mais evidente a deformação longitudinal, já o modo referente à segunda frequência ressonante destacou a deformação torcional, e o terceiro também uma deformação torcional do bloco. Nos três modos de deformação, se percebeu excitação nas paredes longitudinais.

Tendo em vista a Figura 4.3, todos os blocos não conformes da família M-15 apresentaram fissuras nas paredes longitudinais (frontal e/ou posterior). Essas fissuras podem ter sido responsáveis pela ausência dos picos de ressonância nas mesmas frequências naturais presentes nos blocos que não apresentaram nenhum tipo de dano. Essa descontinuidade pode ter impossibilitado o bloco de vibração nos modos indicados para blocos conformes na modelagem numérica.

Tal observação pode justificar também o fato de os blocos conformes da família M-15 BPC 03, 05, 09, 10, 13, 15, 16, 17, 19, 20 e 22 terem apresentado ausência do primeiro pico ressonante na frequência natural 1535,87Hz captado pelo microfone via Técnica de Excitação por Impulso pela presença de pequenas descontinuidades não perceptíveis em uma inspeção visual.

Da mesma forma que esse pico de ressonância na frequência média na ordem de 1500 Hz se apresentou nos blocos não conformes BPNC 01, 06, 08, 09, 11, 12, 13, 14, 16, 17 e 20 da família M-15 com uma amplitude mínima, comportamento similar ao apresentado pelos blocos conformes da mesma família.

Esse primeiro pico indicado tanto nos blocos conformes como nos não conformes da família M-15 sugere que as fissuras presentes nos blocos não conformes estavam localizadas numa região insensível ao décimo modo de vibração, o que não impossibilitou a excitação na frequência correspondente ao modo, como indicado na Figura 5.14.

Desses blocos não conformes da família M-15 que apresentaram picos na frequência média de 1500Hz, pode-se destacar o BPNC 11, que apresentou também pico na frequência 1570,59 Hz.

Analisando a Figura 4.3, percebe-se que há apenas uma fissura mínima localizada na parede longitudinal do BPNC 11. Provavelmente essa fissura está localizada em uma região insensível aos modos de vibração 10 e 11 (Figura 5.17 e 5.18) dos blocos da família M-20, o que possibilitou que ambos os modos fossem excitados.

Analisando os modos de vibração associados aos picos de ressonância encontrados numericamente nos blocos da família M-20 (Figuras 5.17 e 5.18), percebeu-se que cada modo de vibração correspondeu a uma frequência de deformação diferente, sendo ambas de deformação longitudinal.

Os blocos da família M-20 também apresentaram fissuras predominantemente localizadas nas paredes longitudinais (frontal e/ou posterior).

Tanto os blocos conformes da família M-15 como o da família M-20 apresentaram pico de ressonância no mesmo modo de vibração (modo 10), porém em frequências diferentes.

O primeiro pico de ressonância do bloco da família M-20 modelado se deu na frequência 1333,67Hz e teve o modo de vibração de número 10 associado a ele. O segundo pico se deu na frequência 1627,91Hz com o modo de vibração de número 11.

De forma mais clara, a relação entre a presença de danos e a ausência de picos pode ser melhor esclarecida com a análise das Figuras 4.4, 5.17 e 5.18.

Com a Figura 4.4, notou-se que todos os dos danos presentes nos blocos não conformes da família M-20 também se deram nas paredes longitudinais, bem próximos às paredes transversais.

Em análise à Figura 5.18, é possível notar que a parede transversal do meio do bloco é uma região menos sensível com a excitação longitudinal em blocos da família M-20, especificamente nesse décimo modo de vibração.

Logo, se houvesse uma fissura nela, o bloco iria apresentar um pico de ressonância no modo 11 com a frequência média de 1552,89Hz associada da mesma forma que um bloco íntegro.

Por outro lado, analisando a Figura 5.17 pode-se notar que a região central da parede do meio do bloco é bem sensível, portanto, o espectro

provavelmente não apresentaria pico de ressonância na frequência de 1272,21 Hz associada ao décimo modo.

Portanto, para encontrar outros modos de vibração onde as fissuras presentes nas paredes longitudinais próximas às paredes transversais (região predominante da aparição de fissuras), vale testar a eficácia dos ensaios da Técnica de Excitação por Impulso em blocos de concreto vazado para alvenaria estrutural também em outros modos de excitação, como o transversal e torcional.