Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35462
Título: | Análise do comportamento mecânico de vigotes de concreto armado em situação de incêndio, submetidos a níveis de carregamento proporcionais ao estado limite de serviço (ELS) para fissuração |
Título(s) alternativo(s): | Analysis of the mechanical behavior of reinforced concrete joists under fire conditions, subjected to loading levels proportional to the serviceability limit state (SLS) for cracking |
Autor(es): | Gross, Lucas Henrique Alves da Rosa |
Orientador(es): | Mazer, Wellington |
Palavras-chave: | Concreto - Testes Incêndios Flexão (Engenharia civil) Deformações e tensões Concreto - Efeito da temperatura Concreto - Propriedades mecânicas Concrete - Testing Fires Flexure Strains and stresses Concrete - Effect of temperature on Concrete - Mechanical properties |
Data do documento: | 11-Jun-2024 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | GROSS, Lucas Henrique Alves da Rosa. Análise do comportamento mecânico de vigotes de concreto armado em situação de incêndio, submetidos a níveis de carregamento proporcionais ao estado limite de serviço (ELS) para fissuração. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2024. |
Resumo: | Nos tempos atuais, é evidenciado o entendimento de que o concreto é um material de construção amplamente utilizado em todo o mundo, característica esta que se atribui à sua versatilidade, além de demonstrar características positivas quando analisado do ponto de vista de suas propriedades tanto em seu estado fresco quanto endurecido, bem como por ser constituído de elementos que se encontram em grande abundância na natureza e possuir baixo custo econômico quando comparado com outros materiais de construção. O concreto se apresenta como um material que possui bom desempenho frente a ação das altas temperaturas quando comparado com os demais materiais de construção utilizados usualmente, fator que se deve à sua incombustibilidade, baixa condutividade térmica e não emissão de gases tóxicos. Não obstante, por conta de sua composição estritamente heterogênea, o aumento da temperatura acarreta transformações mecânicas, físicas e químicas em cada um dos seus materiais constituintes, ocasião na qual, em determinadas condições, pode prejudicar a sua integridade como estrutura. A presente pesquisa se vale da avaliação dos efeitos causados no concreto quando submetido a temperaturas desenvolvidas em incêndios compartimentados nas edificações (obtidas por meio da aplicação experimental de um simulador de incêndio real), durante o tempo de exposição necessário para o completo desenvolvimento e decaimento do incêndio, considerando a parametrização da curva de desenvolvimento do incêndio real em função do tempo. Para o desenvolvimento da análise, foram realizados ensaios de resistência à flexão em corpos de prova de concreto armado (vigotes) submetidos ao incêndio compartimentado desenvolvido do simulador de flashover, sendo estes corpos de prova submetidos, também, a faixas de carregamento de flexão proporcionais ao ELS de fissuração, para análise dos efeitos do grau de fissuração na perda de propriedades do concreto, tendo sido obtidos resultados que evidenciam que a exposição ao incêndio causou uma perda de resistência à flexão nos vigotes, com uma redução de 32% nos corpos de prova não pré-carregados. O aumento do carregamento prévio, próximo ao ELS, reduziu a resistência residual, com diferenças significativas entre corpos testados em temperatura ambiente e sob calor. No grupo que ultrapassou o ELS, houve uma redução de 86% na resistência após o incêndio. Isso indica que elementos estruturais com cargas acima do ELS podem manter estabilidade em temperatura ambiente, mas perdem resistência sob calor. Nos grupos REF – INC, 50% - INC e 100% - AMB, não houve diferenças significativas, indicando que o incêndio em estruturas estáveis pode causar fissuras além do aceitável. A fissuração, agravada antes e depois do incêndio, destaca a importância de considerar o impacto do calor na integridade do concreto. |
Abstract: | In modern times, it is evident that concrete is a widely used construction material worldwide, a characteristic attributed to its versatility, as well as its positive characteristics when analyzed from the perspective of its properties in both its fresh and hardened states. Concrete is also composed of elements that are abundantly available in nature and has a low economic cost compared to other construction materials. Concrete performs well under high temperatures compared to other commonly used construction materials, due to its incombustibility, low thermal conductivity, and lack of toxic gas emissions. Nonetheless, due to its strictly heterogeneous composition, increased temperature leads to mechanical, physical, and chemical transformations in each of its constituent materials, which can, under certain conditions, compromise its structural integrity. This research evaluates the effects on concrete when subjected to temperatures developed in compartment fires in buildings (obtained through the experimental application of a real fire simulator) during the exposure time necessary for the complete development and decay of the fire, considering the parametrization of the real fire development curve over time. For the analysis, flexural strength tests were conducted on reinforced concrete beams exposed to the compartment fire developed by the flashover simulator. These beams were also subjected to flexural loading proportional to the Service Limit State (SLS) for cracking, to analyze the effects of the degree of cracking on the loss of concrete properties. The results indicate that exposure to fire caused a loss of flexural strength in the beams, with a 32% reduction in non-preloaded specimens. Increased preloading, close to the SLS, reduced the residual strength, with significant differences between specimens tested at room temperature and those exposed to heat. In the group that exceeded the SLS, there was an 86% reduction in strength after the fire. This indicates that structural elements with loads above the SLS may maintain stability at room temperature but lose strength when exposed to heat. In the REF – INC, 50% - INC, and 100% - AMB groups, there were no significant differences, indicating that fire in stable structures can cause cracking beyond the acceptable level. The cracking, worsened before and after the fire, highlights the importance of considering the impact of heat on the integrity of concrete. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35462 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
analisecomportamentomecanicovigotes.pdf | 3,34 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons