Fire performance on the load bearing LSF walls

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Fallconny Rodrigues Sensato
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/23242
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Fire performance on the load bearing LSF wallsLight steel frameLoad bearing wallsNumerical simulationFire resistanceDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáThis work presents a numerical validation study of a load bearing light steel frame (LSF) wall structure in respect to full scale-test, to obtain the fire resistance of the wall. Three parametric studies were performed to evaluate the influence of the plasterboard’s thickness, plasterboard restriction and steel section in the fire resistance of load bearing LSF wall. Simplified studies were also developed in order to compare with advanced calculation models. The finite element method was done in three stages: (1) simulation at room temperature to obtain the buckling and ultimate loads, (2) simulation of the transient thermal analysis to obtain the temperature distribution and (3) simulation of the thermomechanical analysis to obtain the fire resistance and critical temperature of the load bearing wall under fire. Results showed good agreement at room temperature. In the thermal analysis, the model was able to predict the temperature field with good accuracy, however, for thermomechanical, the model did not show good agreement with test results. In respect to the parametric analysis, plasterboard thickness influenced in the temperature distribution, resulting in a higher critical temperature in the thermomechanical simulation. Plasterboard restriction is affecting the lateral deflection of the wall in thermomechanical simulation. The steel section has a big effect in the load bearing capacity at room temperature, regarding the buckling and ultimate load, it also affects the out of plan displacement in the thermomechanical simulation. Simplified methods have been used to predict the critical temperature results under fire, with good conservative prediction for lower load ratios.Este trabalho apresenta um estudo de validação numérica de uma parede portante feita em estrutura de Light Steel Frame (LSF), em relação a ensaios em escala real, com o objetivo de obter a resistência ao fogo da parede. Para avaliar a influência de outros parâmetros, três estudos paramétricos foram realizados: a influência da espessura da placa de gesso, a influência da restrição da placa de gesso e a influência secção da viga de aço na resistência ao fogo da parede portante de LSF. Estudos simplificados também foram desenvolvidos para fins de comparação com modelos de cálculo avançados. Realizou-se as simulações em elementos finitos em três etapas: (1) simulação à temperatura ambiente para obter as buckling loads e cargas últimas, (2) simulação térmica transiente para obter as distribuições de temperaturas e (3) análise termomecânica para obter a resistência ao fogo e a temperatura crítica da parede portante em situação de incêndio. Os resultados mostraram boa concordância à temperatura ambiente. Na análise térmica, o modelo foi capaz de reproduzir o campo de temperatura com boa precisão, porém, para termomecânica o modelo não apresentou boa concordância com os resultados do teste. No que diz respeito à análise paramétrica, a espessura do painel de gesso influenciou na distribuição da temperatura, resultando em uma temperatura crítica mais elevada na simulação termomecânica. A restrição da placa de gesso está afetando a deflexão lateral da parede na simulação termomecânica. A secção da viga de aço tem um grande efeito na capacidade de carga à temperatura ambiente, no que diz respeito ao buckling e a carga última, ela também afeta o deslocamento para fora do plano na simulação termomecânica. Métodos simplificados foram usados para prever os resultados de temperaturas crítica sob fogo, com previsão conservadora para load ratios menores.Piloto, P.A.G.Razuk, Henrique CotaitBiblioteca Digital do IPBOliveira, Fallconny Rodrigues Sensato2021-02-05T11:51:50Z202020192020-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/23242TID:202606074enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T10:52:00Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/23242Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:14:16.466114Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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