Análise térmica de pilares de concreto armado expostos ao fogo
Ano de defesa: | 2018 |
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Universidade Federal de Alagoas
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Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
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Resumo: | As estruturas expostas à ação do fogo sofrem transformações caracterizadas pela degradação da resistência e rigidez dos materiais constituintes e pelas deformações introduzidas pela correspondente variação de temperatura. Embora o concreto seja um material com boa resistência ao fogo e de baixa condutividade térmica, casos de incêndio evidenciam a importância do estudo do comportamento de estruturas de concreto armado submetidas a altas temperaturas. A análise do desempenho de um elemento estrutural sob a ação de temperatura exige o conhecimento da evolução dos campos de temperatura e de fluxo de calor no seu interior. Em função da distribuição de temperatura existente no interior do elemento estrutural em cada instante, pode-se fazer uma avaliação de sua atual resistência e rigidez, degradadas pelos efeitos resultantes da ação térmica. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia simplificada que permite a avaliação da distribuição de temperatura em pilares de concreto armado submetidos a altas temperaturas. As análises envolvem pilares de seção quadrada com dimensões 20cm x 20cm e 40cm x 40cm, centrais e inseridos em alvenaria. A eficiência de camadas de revestimento de proteção ao fogo também é investigada. No caso de pilares centrais, a ação térmica externa é assumida como espacialmente simétrica e, para os pilares inseridos em alvenaria, admite-se que o fluxo externo é unidirecional, incidindo lateralmente sobre uma das faces. As análises são efetuadas através de um modelo térmico transiente desenvolvido com base no método de diferenças finitas utilizando o software Matlab e os resultados são apresentados na forma de curvas e de mapeamentos que ilustram a evolução da temperatura no interior das seções transversais em função do tempo. |
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Embora o concreto seja um material com boa resistência ao fogo e de baixa condutividade térmica, casos de incêndio evidenciam a importância do estudo do comportamento de estruturas de concreto armado submetidas a altas temperaturas. A análise do desempenho de um elemento estrutural sob a ação de temperatura exige o conhecimento da evolução dos campos de temperatura e de fluxo de calor no seu interior. Em função da distribuição de temperatura existente no interior do elemento estrutural em cada instante, pode-se fazer uma avaliação de sua atual resistência e rigidez, degradadas pelos efeitos resultantes da ação térmica. O presente trabalho tem como objetivo apresentar uma metodologia simplificada que permite a avaliação da distribuição de temperatura em pilares de concreto armado submetidos a altas temperaturas. As análises envolvem pilares de seção quadrada com dimensões 20cm x 20cm e 40cm x 40cm, centrais e inseridos em alvenaria. A eficiência de camadas de revestimento de proteção ao fogo também é investigada. No caso de pilares centrais, a ação térmica externa é assumida como espacialmente simétrica e, para os pilares inseridos em alvenaria, admite-se que o fluxo externo é unidirecional, incidindo lateralmente sobre uma das faces. As análises são efetuadas através de um modelo térmico transiente desenvolvido com base no método de diferenças finitas utilizando o software Matlab e os resultados são apresentados na forma de curvas e de mapeamentos que ilustram a evolução da temperatura no interior das seções transversais em função do tempo.The structures exposed a fire scenario undergo transformations characterized by the degradation of the strength and stiffness of the constituent materials and by the deformations introduced by the corresponding temperature variation. Although the concrete is a material with good resistance to fire and low thermal conductivity, fire cases show the importance of the study of the behavior reinforced concrete structures subjected to high temperatures. The analysis of the performance of a structural element under the action of temperature requires the knowledge of the evolution of the fields of temperature and of the flow of heat in its interior. As a function of the temperature distribution within the structural element at each instant, an evaluation of its current strength and stiffness can be made, degraded by the effects resulting from the thermal action. The present work aims to show a simplified methodology that allows the evaluation of the temperature distribution in reinforced concrete columns submitted to high temperatures. Rectangular section columns central and inserted in masonry wall are analyzed, in addition to the efficiency of an outer layer of fire protection coating. In the case of central columns, the external thermal action is assumed to be spatially symmetrical and, for the columns inserted in masonry, it is assumed that the external flow is unidirectional, incident laterally on one of the faces. The analysis are performed through a transient thermal model developed based on the finite difference method using the Matlab software and the results are presented in the form of curves and mappings that illustrate the evolution of the temperature inside the cross sections as a function of time.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de AlagoasPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUFALBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURASEngenharia civilPilares de concretoIncêndioAnálise térmica transienteConcrete columnsFireTransient thermal analysisAnálise térmica de pilares de concreto armado expostos ao fogoTransient thermal analysis of reiforced concrete columns exposed to fireinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instname:Universidade Federal de Alagoas (UFAL)instacron:UFALORIGINALAnálise térmica de pilares de concreto armado expostos ao fogo.pdfAnálise térmica de pilares de concreto armado expostos ao fogo.pdfapplication/pdf2597321http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/4433/1/An%c3%a1lise%20t%c3%a9rmica%20de%20pilares%20de%20concreto%20armado%20expostos%20ao%20fogo.pdf47d4888b286af1529da266a635a775f5MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://www.repositorio.ufal.br/jspui/bitstream/riufal/4433/2/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD52riufal/44332019-03-12 12:30:43.979oai:www.repositorio.ufal.br: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ório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufal.br/oai/requestri@sibi.ufal.bropendoar:46482019-03-12T12:30:43Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) - Universidade Federal de Alagoas (UFAL)false |
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