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Edgar Vladimiro Mantilla Carrascohttp://lattes.cnpq.br/3716965047168777Francisco Carlos RodriguesEduardo ChahudNilson Tadeu MasciaPoliana Dias de Moraeshttp://lattes.cnpq.br/2782627319717705Ana Lúcia Crespo Oliveira2023-02-23T19:55:08Z2023-02-23T19:55:08Z2019-12-11http://hdl.handle.net/1843/50331Para o dimensionamento das estruturas de madeira em situação de incêndio dois parâmetros são considerados básicos: a taxa de carbonização das madeiras e a espessura da camada com assumida resistência e módulo de elasticidade zero. Ambos os parâmetros contribuem para a determinação da profundidade efetiva de carbonização de um determinado elemento estrutural em madeira. Amostras de treze espécies folhosas de densidades aparentes entre 500 e 1300 kg/m3, a 12% de teor de umidade, foram submetidas à carbonização com exposição ao fogo padrão da ISO 834. Verificou-se que madeiras com a mesma densidade aparente podem apresentar taxas de carbonização diferentes, em função do tipo de obstrução nos vasos. Esta constatação orientou o agrupamento das espécies em função das características de obstruções nos vasos, sendo: agrupamento 1, para as espécies que apresentam todos ou alguns vasos obstruídos por depósitos associados ou não às tiloses, e agrupamento 2, para as espécies que apresentam vasos obstruídos somente por tiloses. Para cada agrupamento foram determinados modelos para a predição da profundidade de carbonização e, por derivação, modelos para a predição da taxa de carbonização. O modelo desenvolvido para o agrupamento 1 apresenta, como variáveis preditoras, a densidade aparente e o tempo de exposição ao fogo enquanto o modelo desenvolvido para o agrupamento 2, apresenta somente o tempo de exposição ao fogo como variável preditora. Foram propostos modelos para os gradientes de temperatura no interior dos corpos de prova para ambos os agrupamentos. Para períodos de 20 e 30 min sob a exposição ao fogo padrão, a estabilização da temperatura ocorre à profundidade de 50 mm. Foram realizados, também, ensaios de calorimetria exploratória para a verificação da estabilidade térmica da madeira da espécie angelim-vermelho (Dinizia excelsa Ducke) assim como a avaliação da influência da temperatura nas características mecânicas dessa mesma espécie, na faixa de 40 a 240 °C. Como consequência, são propostos fatores de modificação das propriedades mecânicas para a espécie Dinizia excelsa Ducke nas condições quente e arrefecida. Por fim, correlacionando o modelo de gradiente de temperatura desenvolvido para o agrupamento 1 com a segunda temperatura média de transição vítrea, determinada para a espécie Dinizia excelsa Ducke, calculou-se a espessura da camada assumida de resistência zero confirmando o valor adotado nas normas técnicas.For the structural fire design of timber structures, two parameters are considered basic: the charring rate and the depth of layer with assumed zero strength and stiffness. Both parameters contribute to the determination of the effective charring depth of a given structural timber element. Samples of thirteen hardwood species with specific gravity between 500 and 1300 kg/m3, at 12% moisture content, were subjected to carbonization with exposure to the ISO 834 standard fire. It was found that wood with the same specific gravity may present different charring rates, depending on the type of obstruction in the vessell. This finding guided the grouping of species according to the characteristics of obstructions in the vessels, being: cluster 1, for species that have all or some vessels obstructed by deposits associated or not with tylosis, and cluster 2, for species that have obstructed vessels only for tylosis. Models for prediction of charring depth were determined for each cluster and, by derivation, models for prediction of charring rate. The model developed for cluster 1 presents, as predictor variables, the specific gravity and the time of exposure to fire while the model developed for cluster 2, presents only the time of exposure to fire as a predictor variable. Models for temperature gradients within the specimens were proposed for both groups. It was found that for periods of 20 and 30 min under exposure to standard fire, temperature stabilization occurs at a depth of 50 mm. Exploratory calorimetry tests were also carried out to verify the thermal stability of the wood of the species angelim-vermelho (Dinizia excelsa Ducke) as well as the evaluation of the influence of temperature on the mechanical characteristics of the same species, in the range of 40 to 240 ° C. As a consequence, factors for modifying the mechanical properties of Dinizia excelsa Ducke in hot and cool conditions are proposed. Finally, by correlating the temperature gradient model developed for cluster 1 with the second average glass transition temperature, determined for the species Dinizia excelsa Ducke, the depth of layer with zero strength was calculated, confirming the value adopted in the technical standards.FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de EstruturasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURASEngenharia de estruturasAltas temperaturasCarbonizaçãoTemperatura de transição vítreaTaxa de carbonizaçãoTemperatura de transição vítreaEspessura da camada de resistência zeroFolhosasTiloses e depósitos nos vasosTaxa de carbonização de madeiras de espécies folhosas e características mecânicas do angelim-vermelho em altas temperaturasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTESE_Ana Lúcia Crespo Oliveira_FinalA.pdfTESE_Ana Lúcia Crespo Oliveira_FinalA.pdfapplication/pdf7197261https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50331/1/TESE_Ana%20L%c3%bacia%20Crespo%20Oliveira_FinalA.pdf2113416a7cff75e69d3580bc66f07398MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/50331/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/503312023-02-23 16:55:08.548oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-02-23T19:55:08Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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