Análise termomecânica de lajes nervuradas de concreto armado em situação de incêndio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wiese, Marcos
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/192795
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2018.
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spelling Análise termomecânica de lajes nervuradas de concreto armado em situação de incêndioEngenharia civilLajes de concretoConcreto armadoPrevenção de incêndiosMétodo dos elementos finitosAnálise térmicaAnálise estrutural (Engenharia)Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2018.Em situação de incêndio, as lajes devem ser verificadas para assegurar a resistência estrutural e, na maioria dos casos, a função corta-fogo. O objetivo deste trabalho é determinar a resistência ao fogo de lajes nervuradas de concreto por meio de análise termomecânica. Foram estudadas cinco lajes com dois tipos de preenchimento: poliestireno expandido (EPS) ou blocos cerâmicos. Foram verificados o isolamento térmico e a resistência à flexão das lajes sob a ação térmica segundo a curva de incêndio padrão ISO 834 (1999). Os campos de temperaturas das seções transversais foram obtidos pelo método dos elementos finitos em análise bidimensional transiente, aplicado à resolução do problema de transferência de calor, utilizando o software ANSYS v15.0.7 (2014). Os momentos fletores resistentes foram determinados por meio de rotinas programadas em MATLAB R2015a, considerando a redução da resistência do aço e do concreto em função da temperatura. A capacidade de carga da laje, considerando a redistribuição de esforços no regime plástico, foi determinada pelo método das charneiras plásticas. Os resultados foram comparados com os métodos simplificados da isoterma de 500 oC e método das faixas e com os métodos tabulares da NBR 15200 (2012) / EN 1992-1-2 (2004) e da BS 8110-2 (1985). O estudo permitiu concluir que as lajes com preenchimento entre nervuras de blocos cerâmicos sofrem menor degradação da resistência mecânica e apresentam maior isolamento térmico do que as lajes com preenchimento de blocos de EPS. Os carregamentos de ruína em situação de incêndio determinados pelo método das charneiras plásticas indicaram, conforme esperado, que as lajes hiperestáticas possuem maior capacidade de redistribuir esforços que as lajes simplesmente apoiadas. Os resultados indicaram também que o método tabular da NBR 15200 (2012) representou bem os casos de lajes com preenchimento de EPS entre nervuras. Para lajes com preenchimento de blocos cerâmicos o mesmo método se mostrou conservador e a análise numérica permite a utilização mais racional dos materiais de construção. Foram ainda estudados a influência da largura da nervura e do cobrimento das armaduras na resistência à flexão em situação de incêndio. O aumento do cobrimento se mostrou mais eficaz para melhoria da resistência à flexão positiva em situação de incêndio, porém com redução na resistência à flexão negativa.Abstract : In a fire situation, the slabs must be checked in order to secure the structural resistance and in the majority of cases, the fire barrier. The objective of this paper is to determine the fire resistance of concrete ribbed/waffle slabs by means of thermomechanical analysis. Five slabs were studied containing two types of filling: expanded polystyrene (EPS) and clay bricks. The thermic isolation and the resistance to the bending of the slabs were studied. The slabs were submitted to the thermic action of the standard fire curve ISO 834 (1999). The cross-section temperature fields were obtained through the finite element method in transient two-dimensional analysis, applied to the resolution of the problem of heat transferring, using the software ANSYS v15.0.7 (2014). The resistant bending moments were determined by means of programmed routines in MATLAB R2015a, considering the steel and concrete resistance reduction in function of the temperature. The load capacity of the slab, considering redistribution of moments in plastic regime was determined by the yield line method. The results are compared to the simplified 500 oC isotherm method and to the zone method, along with the tabular methods of NBR 15200 (2012) / EN 1992-1-2 (2004), and BS 8110-2 (1985). The study concluded that the slabs with clay brick filling between the ribs suffer less degradation of mechanical resistance and they show more thermic isolation than the slabs filled with EPS blocks. The loads of ruin in fire situation, determined by the yield line method indicated that, as expected, the hyperstatic slabs have higher capacity of redistributing moments than the slabs simply supported. The results have also indicated that the NBR 15200 (2012) tabular method has well represented the cases of slabs with EPS filling between the ribs. As forthe slabs with the clay brick filling, the same method has shown to be conservative and the numerical analysis shows a more rational use of the building materials. The influence of the width of the rib was also studied, as well as covering of the reinforcements in resistance to the bending in a fire situation. The amount of covering has shown to be more effective in improving resistance to the positive bending moment in a fire situation, however, reducing resistance to the negative bending moment.Moraes, Poliana Dias deUniversidade Federal de Santa CatarinaWiese, Marcos2019-01-05T03:02:21Z2019-01-05T03:02:21Z2018info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis184 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf355006https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/192795porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-01-05T03:02:21Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/192795Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732019-01-05T03:02:21Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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