Lajes com forma de aço incorporada e concreto reforçado com fibras de aço em situação de incêndio

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Bolandim, Emerson Alexandro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: composite slab in fire situation; concreto reforçado com fibras de aço; dramix steel fibers; fibras de aço; laje mista de aço e concreto; laje mista em situação de incêndio; steel fiber reinforced concrete; steel-concrete composite slab
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-08022022-115143/

Este trabalho apresenta o estudo do comportamento de lajes com forma de aço incorporada e concreto reforçado com fibras de aço em situação de incêndio. É sabido que a inclusão de fibras de aço no concreto melhora o comportamento pós-fissuração dos elementos estruturais em termos de ductilidade, cisalhamento e resistência ao fogo. A inovação da combinação de lajes mistas e concreto reforçado com fibras de aço se apresenta como viável e aparenta vantagens particulares em relação às lajes mistas convencionais, principalmente em situação de incêndio. Para avaliação do sistema, ensaios em lajes com forma trapezoidal MF-75 e concreto classe C25 reforçado com fibras de aço Dramix 3D 80/60 BG foram realizados no Exova Warringtonfire. Também foi efetuada a caracterização do concreto com essa mesma fibra de aço em temperaturas elevadas, objetivando apresentar a evolução da resistência mecânica do concreto à compressão e à tração, com e sem adição de fibras de aço, em função do aumento da temperatura. Adicionalmente, análises numéricas foram realizadas por meio do software ABAQUS com o propósito de validação térmica e termomecânica do sistema. A análise térmica foi fundamental para a validação do campo térmico por meio da avaliação da influência do calor específico, condutividade térmica e emissividade. A análise termomecânica acoplada foi imprescindível para a validação do comportamento da laje com concreto reforçado com fibras de aço, em que os modelos constitutivos do EN 1994-1-2 foram validados para o aço da forma e os modelos do RILEM TC 162-TDF e do FIB MODEL CODE foram calibrados para o concreto reforçado com fibras de aço. Posteriormente foi realizada a validação em temperatura elevada por meio dos resultados experimentais, levando em conta a degradação das propriedades mecânicas e a expansão térmica devido aos efeitos do gradiente de temperaturas. A validação numérica permitiu a constatação de que o modelo σ-w do FIB MODEL CODE consegue representar o comportamento do concreto reforçado com fibras de aço em situação de incêndio ao empregar os fatores de redução para o concreto determinados empiricamente neste trabalho. Após a validação numérica, uma análise paramétrica foi conduzida com o intuito de extrapolar os resultados para outras geometrias de laje, vãos e tempos de exposição ao fogo, permitindo a obtenção de valores consideráveis de cargas últimas em temperatura elevada para uma faixa expressiva de vãos livres sem a presença de armaduras passivas.