Determinação do efeito da proteção em elementos construtivos de madeira submetidos à ação do fogo

• Autor(a) principal: Fernandes, Cristofe Samorinha
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/21383
• topic: Madeira; Gesso; Fogo; Eurocódigos; Elementos finitos; Wood; Gypsum; Fire; Eurocode; Finite elements

Há vários séculos que a madeira, tal como a história indica, continua a ter um lugar de destaque na engenharia e na construção como recurso disponível. A sua aplicação na construção é regulamentada através da exigência de classificação de incêndio. Esta classificação de incêndio baseia-se em testes ao fogo, ou seja, na resistência que os elementos construtivos apresentam quando submetidos na presença de fogo. É percetível que as propriedades da madeira variam em função de fatores como a temperatura, a humidade, a espécie, entre outros variáveis. Na situação da madeira exposta a uma ação de incêndio, as propriedades degradam-se com o aumento da temperatura. Essa degradação leva à carbonização da madeira, diminuindo assim a sua seção resistente. Com o recurso a testes experimentais, modelos analíticos e numéricos é possível avaliar o comportamento da madeira sob ação do fogo, determinar a espessura da camada carbonizada e avaliar a secção resistente remanescente para determinação da sua capacidade. Com a validação de modelos a partir de testes experimentais realizados anteriormente, a aproximação pelo método de elementos finitos constitui uma boa solução para o desenvolvimento de estudos. Assim, esta dissertação apresenta um modelo de validação, desenvolvido com a utilização de elementos finitos, constituído por vigas de madeira com uma placa de gesso de cada lado. A validação desse modelo é feita por comparação de resultados experimentais, relativos ao campo de temperaturas em pontos de controlo e na progressão da carbonização, em testes à escala real realizados por outros autores. O campo de temperaturas na face não exposta e a secção residual resultante da carbonização da madeira, são dois indicadores fundamentais para a classificação do elemento construtivo sob a ação do fogo. Posteriormente, desenvolveram-se um total de doze modelos numéricos, em que se variou a espessura da camada protetora de gesso, bem como as dimensões da secção transversal das vigas de madeira. A aplicação do critério de isolamento preconizado pela norma EN1363-1 permitiu perceber que o aumento da área correspondente à secção transversal das vigas não promove uma alteração significativa na resistência ao fogo do modelo de acordo com os resultados para o critério de isolamento, contudo é visível um aumento considerável na secção residual para a capacidade de carga. Indubitavelmente, a espessura da camada protetora de gesso desempenha um papel importante na resistência do modelo ao fogo, considerando o critério de isolamento. O mesmo se verifica na secção residual responsável pela capacidade de carga, para o instante de tempo de 60 minutos.