Análise numérica do comportamento térmico e verificação da resistência ao fogo de vigas de concreto armado em situação de incêndio

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Trindade, Loany Sabriny Cortes
• Orientador(a): Graeff, Ângela Gaio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Vigas de concreto armado; Fogo; Concreto : Resistência; Incêndios; Análise numérica
• Palavras-chave em Inglês: Fire; Fire Dynamics Simulator; Reinforced concrete; Numerical analysis
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/277318

A Segurança Contra Incêndio em Edificações (SCIE) é uma área da ciência que tem o objetivo de preservar a vida, o patrimônio e a integridade da edificação, nessa ordem de preferência. No entanto, a realização de ensaios experimentais em escala real para SCIE geralmente implica em altos custos associados a instalações e equipamentos. Nesse contexto, as ferramentas de Fluidodinâmica Computacional (CFD – do inglês: Computational Fluid Dynamics) surgem como uma alternativa viável para analisar o fenômeno do incêndio. Elas são capazes de reproduzir a propagação do calor, a taxa de liberação de fumaça e avaliar o comportamento de estruturas de concreto armado por meio de simulações computacionais. Além disso, os estudos de SCIE frequentemente recorrem a curvas idealizadas e padronizadas para simulações de cenários de incêndio. Entre essas curvas, destacam-se a curva ISO 834 (ISO, 1999), a EN 1992- 1-2 (EN, 2004) e a ASTM E 119 (ASTM, 2000). Porém, essas curvas relacionam apenas a temperatura dos gases com o tempo, ou seja, não representam as curvas desenvolvidas em incêndios reais. O fenômeno de incêndio é influenciado por fatores como aberturas, distribuição de carga de incêndio, materiais combustíveis, entre outros, que tornam cada incêndio único. Diante disso, a presente pesquisa realiza a avaliação da resistência teórica de vigas de concreto armado submetidas a incêndios de baixo, médio e alto risco. Tal exposição é realizada por meio de simulações computacionais através do software Fire Dynamics Simulator (FDS). A resistência teórica ao fogo, obtida tanto pelo método tabular quanto pelo método simplificado de isoterma de 500 °C para as curvas de incêndio geradas pelo FDS, é comparada com a resistência derivada da curva padrão ISO 834 (ISO, 1999). Os resultados indicam que o posicionamento da viga em relação ao incêndio influencia a magnitude da redução da resistência ao fogo, sendo mais afetada quando mais próxima do foco do incêndio. Além disso, conclui-se que o aumento do número de faces expostas intensifica o impacto nos elementos estruturais. Por fim, a avaliação da resistência ao fogo das vigas, quando submetidas à curva padrão ISO 834 (ISO, 1999), é favorável à segurança, especialmente com três faces expostas ao incêndio, mesmo que a curva padrão desconsidere o tempo de exposição na fase de ignição.