Aplicação do método dos elementos de contorno na solução de estruturas em situação de incêndio
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Data de Publicação: | 2021 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41409 |
Resumo: | A segurança contra incêdios é uma tema cuja discussão tem vindo à tona ultimanente, principalmente em virtude da últimos incêndios que acometeram a humanidade e aos quais inúmeras perdas estão realacionadas. Neste contexto, o papel da resistência de elementos estru- turais e não estruturais é essencial à segurança das edificações; os primeiros (estruturais) para segurança global da estrutura e os segundos para contenção do incêndio em compartimentos. Portanto, uma análise de condução térmica bidimensional de seções de aço, seções de concreto, alvenaria de concreto e alvenaria de gesso é proposta com o Método dos Elementos de Contorno, em alternativa ao Método dos Elementos Finitos. A equação diferencial parcial não linear da condução de calor é linearizada usando a transformação de Kirchhof; o termo não homogêneo da supracitada equação é aproximado por uma série de funções de base radial variáveis, a fim de se controlar o condicionamento da matriz de interpolação do Método da Reciprocidade Dual, método utilizado neste trabaho. Além disso, condições de contorno para troca de calor por con- vecção e radiação são intoduzidas no modelo, de modo a simular trocas de calor quando seções são sujeitas ao incêndio padrão. Finalmente, a fim de validar o modelo construído, primeiramente são mostradas algumas aplicações de casos cuja solução analítica é conhecida, a fim de avaliar a exatidão numérica do modelo. Em seguida, mostram-se respectivamente aplicações à seção de aço, à seção estrutural de concreto, à alvenaria de concreto e à alvenaria de gesso. |
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PEREIRA, Matheus Alveshttp://lattes.cnpq.br/5416415123804114http://lattes.cnpq.br/7169964295024046OLIVEIRA, Tiago Ancelmo de Carvalho Pires de2021-10-21T16:58:41Z2021-10-21T16:58:41Z2021-02-25PEREIRA, Matheus Alves. Aplicação do método dos elementos de contorno na solução de estruturas em situação de incêndio. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/41409ark:/64986/0013000009z08A segurança contra incêdios é uma tema cuja discussão tem vindo à tona ultimanente, principalmente em virtude da últimos incêndios que acometeram a humanidade e aos quais inúmeras perdas estão realacionadas. Neste contexto, o papel da resistência de elementos estru- turais e não estruturais é essencial à segurança das edificações; os primeiros (estruturais) para segurança global da estrutura e os segundos para contenção do incêndio em compartimentos. Portanto, uma análise de condução térmica bidimensional de seções de aço, seções de concreto, alvenaria de concreto e alvenaria de gesso é proposta com o Método dos Elementos de Contorno, em alternativa ao Método dos Elementos Finitos. A equação diferencial parcial não linear da condução de calor é linearizada usando a transformação de Kirchhof; o termo não homogêneo da supracitada equação é aproximado por uma série de funções de base radial variáveis, a fim de se controlar o condicionamento da matriz de interpolação do Método da Reciprocidade Dual, método utilizado neste trabaho. Além disso, condições de contorno para troca de calor por con- vecção e radiação são intoduzidas no modelo, de modo a simular trocas de calor quando seções são sujeitas ao incêndio padrão. Finalmente, a fim de validar o modelo construído, primeiramente são mostradas algumas aplicações de casos cuja solução analítica é conhecida, a fim de avaliar a exatidão numérica do modelo. Em seguida, mostram-se respectivamente aplicações à seção de aço, à seção estrutural de concreto, à alvenaria de concreto e à alvenaria de gesso.FACEPEFire safety is a topic that has been debated for a long time, mainly due to the last fires that have affected humanity and to which countless losses are related. In this context, the role of the resistance of structural and non-structural elements is essential to the security of buildings; the first (structural) for overall safety of the structure and the second for containment of fire in compartments. Therefore, an analysis of two-dimensional thermal conduction of steel sections, concrete sections, concrete masonry and plaster masonry is proposed with the Boundary Element Method, as an alternative to the Finite Element Method. The non-linear partial differential equation for heat conduction is linearized using the Kirchhof transformation; the non-homogeneous term of the aforementioned equation is approximated by a series of variable radial based functions, in order to control the conditioning of the Dual Reciprocity Method interpolation matrix, method used in this work. In addition, boundary conditions for heat exchange by convection and radiation are introduced in the model, in order to simulate heat exchanges when sections are subjected to standard fire. Finally, in order to validate the built model, firstly, some applications of cases whose analytical solution is known are shown, in order to evaluate the numerical accuracy of the model. Next, applications to the steel section, the concrete structural section, concrete masonry and plaster masonry are shown respectively.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia CivilUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia civilMétodo dos elementos de contornoMétodo da reciprocidade dualAnálise térmicaSeções de açoSeções de concretoAlvenaria de concretoAlvenaria de gessoSituação de incêndioAplicação do método dos elementos de contorno na solução de estruturas em situação de incêndioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Matheus Alves Pereira.pdfDISSERTAÇÃO Matheus Alves Pereira.pdfapplication/pdf2655191https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/41409/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Matheus%20Alves%20Pereira.pdfc4ae5bb549305eb621cc2365d5227236MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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