Estratégia de modelagem numérica com foco no fenômeno do lascamento em vigas de concreto convencional e concreto de alta resistência em temperaturas elevadas

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Carneiro, Filipe Malaquias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: análises termomecânicas; beam; concrete; concreto; fire; incêndio; lascamento; numerical simulation; simulação numérica; spalling; thermomechanical analysis; viga
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-29052025-075809/

O incêndio, ao longo da história, vem sendo a causa de diversos desastres na humanidade. No Brasil, estruturas de concreto também vêm sofrendo com as consequências da ação do incêndio, provocando mortes e perdas de patrimônio. Ao ser exposto a elevadas temperaturas, o concreto, que tradicionalmente é um material resistente ao fogo, sofre alterações em suas propriedades mecânicas e térmicas, além de estar susceptível a fenômenos como o lascamento, que pode provocar perda de seção transversal do elemento estrutural, podendo acarretar exposição da armadura, ameaçando a segurança da estrutura. Para melhor compreensão do efeito do lascamento e promover uma estratégia de previsão de sua ocorrência, esse trabalho proporciona uma revisão bibliográfica sobre o fenômeno do lascamento e simulações da literatura acerca do tema, além de ser aqui proposta uma estratégia de simulação numérica e análise utilizando o pacote computacional ABAQUS®, de modo a propor e construir modelos que permitam realizar uma previsão inicial dos cenários de lascamento em resposta à atuação do mecanismo de tensões térmicas geradas em vigas de concretos convencionais (NSC) e concretos de alta resistência (HSC). Essa estratégia é realizada por meio da análise das tensões axiais que surgem nesses materiais em simulações termomecânicas realizadas por meio de duas etapas, uma primeira de pré-carregamento da viga e uma segunda com aplicação de ação térmica proveniente de diversos tipos de curva de incêndio propostas na literatura, cujos campos de temperaturas foram simulados previamente. Observa-se que a estratégia proposta recupera de forma satisfatória não só o tempo de falha da viga simulada numericamente em situação de incêndio, como também os cenários e instantes de ocorrência ou não do lascamento, tanto para vigas de NSC quanto de HSC. A estratégia proposta se faz satisfatória para previsão das regiões e tempo de lascamento, servindo como base para futuros trabalhos sobre simulações de lascamento utilizando o ABAQUS® e apontando as regiões que necessitam serem reforçadas ou protegidas em vigas no intuito de evitar que cenários de lascamento ocorram e provoquem acidentes prematuros em estruturas de concreto armado em incêndio.