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dc.creatorBrackmann, Gabriela Dalfollo
dc.date.accessioned2023-12-19T12:43:55Z
dc.date.available2023-12-19T12:43:55Z
dc.date.issued2023-11-08
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/30894
dc.description.abstractThe use of post-tensioned flat slabs in buildings is increasing due to several benefits that the system has, such as construction speed, reduction in the number of columns and increased free spans. Within the scope of the technical standards for the design of concrete structures in fire situations currently in force, their predominantly prescriptive character stands out. The regulations do not present a procedure for verifying structural safety in a fire situation and do not differentiate between bonded and unbonded prestressing, despite them exhibiting different behaviors at high temperatures. Furthermore, the prescriptions of ABNT NBR 15200 (2012) are based on the ISO 834 (1999) heating curve. However, when it comes to buildings with prestressed concrete elements, natural fires are more relevant. Computational modeling, using the Finite Element Method, has been widely used to study the behavior of structural elements in fire situations, as fire resistance tests have elevated costs and a series of executive difficulties. Therefore, the present work proposes to develop a numerical model to simulate the thermal behavior of post-tensioned concrete flat slabs subjected to different fire scenarios. Using the commercial program ABAQUS, three finite element models were developed: a concrete flat slab post-tensioned with bonded tendons, a concrete flat slab post-tensioned with unbonded tendons and a reinforced concrete flat slab. The models were validated with data available in the literature for the ISO 834 (1999) curve and for the hydrocarbon curve. After validating the models, parametric analysis were carried out, which consisted of simulating 18 natural fire curves, in which varied the duration of the heating phase and the cooling rate. In a second stage, the applicability of the prescriptions of ABNT NBR 15200 (2012) was verified when post-tensioned flat slabs are exposed to the hydrocarbon curve, simulating the exposure of the slab to the hydrocarbon curve for 240 minutes. From the results obtained, it was possible to conclude that the prescriptions of the Tabular Method of ABNT NBR 15200 (2012) regarding distance c1 are insufficient to limit the maximum temperature of prestressing tendons to 350°C during exposure to natural fires and the hydrocarbons curve. An equation to predict the maximum temperature of prestressing tendons positioned inside concrete flat slabs exposed to natural fires was obtained from parametric analysis data. The equation is a function of the duration of the heating phase and the cooling rate and was validated for cooling rates between 2 and 10 °C/min.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAnálise numéricapor
dc.subjectComportamento térmicopor
dc.subjectLajes lisas protendidaspor
dc.subjectCenários de incêndiopor
dc.subjectModelo em elementos finitospor
dc.subjectNumerical analysiseng
dc.subjectThermal behavioreng
dc.subjectPost-tensioned flat slabseng
dc.subjectFire scenarioseng
dc.subjectFinite element modeleng
dc.titleAnálise numérica do comportamento térmico de lajes lisas protendidas submetidas a diferentes cenários de incêndiopor
dc.title.alternativeNumerical analysis of the thermal behavior of post-tensioned concrete flat slabs under different fire scenarioseng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoAs lajes lisas protendidas são cada vez mais utilizadas nas edificações devido aos diversos benefícios que o sistema apresenta, como a rapidez construtiva, a redução no número de pilares e o aumento dos vãos livres. No âmbito das normas técnicas para o projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio em vigor atualmente, destaca-se o caráter predominantemente prescritivo. As normativas não apresentam um procedimento para a verificação da segurança estrutural em situação de incêndio e não diferenciam a protensão aderente da não-aderente, apesar delas apresentarem comportamentos distintos em altas temperaturas. Além disso, as prescrições da ABNT NBR 15200 (2012) têm por base a curva de aquecimento da ISO 834 (1999). No entanto, quando se tratam de edifícios com elementos em concreto protendido, os incêndios naturais são mais relevantes. A modelagem computacional, utilizando o Método dos Elementos Finitos, tem sido muito utilizada no estudo do comportamento de elementos estruturais em situação de incêndio, visto que os ensaios de resistência ao fogo apresentam custos elevados e uma série de dificuldades executivas. Desse modo, o presente trabalho se propõe a desenvolver um modelo numérico para simular o comportamento térmico de lajes lisas protendidas submetidas à diferentes cenários de incêndio. Utilizando o programa comercial ABAQUS foram desenvolvidos três modelos em elementos finitos: uma laje lisa protendida com cabos aderentes, uma laje lisa protendida com cabos não-aderentes e uma laje lisa em concreto armado. Os modelos foram validados com dados disponíveis na literatura para a curva ISO 834 (1999) e para a curva de hidrocarbonetos. Após a validação dos modelos foram realizadas análises paramétricas, que consistiram na simulação de 18 curvas de incêndio natural, nas quais variou-se a duração da fase de aquecimento e a taxa de resfriamento. Em uma segunda etapa fez-se a verificação da aplicabilidade das prescrições da ABNT NBR 15200 (2012) quando lajes lisas protendidas são expostas à curva de hidrocarbonetos, simulando-se a exposição da laje à curva de hidrocarbonetos por 240 minutos. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que as prescrições do Método Tabular da ABNT NBR 15200 (2012) sobre a distância c1 são insuficientes para limitar a temperatura máxima dos cabos de protensão em 350°C durante a exposição aos incêndios naturais e à curva de hidrocarbonetos. Uma equação para prever a temperatura máxima de cabos de protensão posicionados no interior de lajes lisas de concreto expostas a incêndios naturais foi obtida a partir dos dados das análises paramétricas. A equação é função do tempo de duração da fase de aquecimento e da taxa de resfriamento e foi validada para taxas de resfriamento entre 2 e 10 °C/min.por
dc.contributor.advisor1Rodríguez, René Quispe
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0620634336314463por
dc.contributor.advisor-co1Santos Neto, Almir Barros da Silva
dc.contributor.referee1Graeff, Ângela Gaio
dc.contributor.referee2Bolina, Fabrício Longhi
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1829647886099434por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Civilpor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civilpor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILpor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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