Sistemas Administrativos
Escola de Engenharia de São Carlos
SET Análises numéricas de prismas e de pequenas parede...
Documento Mestrado
Área Estruturas de Concreto e Alvenaria
Data da defesa 30/07/2024
Autor FREITAS, Leticia Vinhal Pereira
Orientador MUNAIAR NETO, Jorge
Português
Título Análises numéricas de prismas e de pequenas paredes de alvenaria estrutural constituídos por blocos cerâmicos em situação de incêndio.
Resumo
No Brasil, verifica-se o uso extensivo da alvenaria estrutural, porém há poucas pesquisas sobre seu comportamento em situações de incêndio, além da ausência de normas específicas para seu dimensionamento nessas condições. À vista disso, este estudo objetivou validar numericamente o comportamento estrutural e térmico de prismas e de pequenas paredes de blocos cerâmicos. Explorou-se qualitativamente o comportamento termoestrutural, em virtude da carência de dados experimentais dessas estruturas sob altas temperaturas. As simulações de compressão à temperatura ambiente demonstraram consistência com os resultados experimentais, especialmente nas interfaces bloco-argamassa. A simulação térmica dos elementos estruturais foi representativa, principalmente nas espessuras mais próximas à fonte de calor, embora haja exiguidade na consideração da abertura de fissuras e da convecção nos vazados. A metodologia empregada mostrou-se adequada para a calibração do material e para a realização de análises de sensibilidade, permitindo a investigação de diferentes configurações de ensaios. A simulação termoestrutural revelou concentrações de tensões nas interfaces bloco-argamassa e maiores deslocamentos na parte superior das pequenas paredes isoladas e aquecidas em suas quatro faces, e na parte central das pequenas paredes carregadas e com aquecimento em uma face, em consonância com os comportamentos experimentais. Nessa análise, observou-se a boa representatividade do comportamento da cerâmica, evidenciando o aumento de resistência com a elevação da temperatura, corroborando com descobertas experimentais recentes. O modelo representou satisfatoriamente o comportamento esperado de distribuição de tensões e deformações plásticas.
Palavras-chave alvenaria estrutural cerâmica; incêndio; método dos elementos finitos; análise termoestrutural.

English
Title Numerical analysis of prisms and small structural masonry walls with ceramic blocks in fire situation
Abstract
In Brazil, despite the extensive use of structural masonry, research on its behavior in fire situations remains limited, and the country lacks specific standards for its design under such conditions. This study aimed to numerically validate the structural and thermal behavior of prisms and masonry walls made of ceramic blocks. The thermomechanical behavior was qualitatively explored due to the lack of experimental data on these structures at high temperatures. Compression simulations at ambient temperature were consistent with experimental results, particularly at the block-mortar interfaces. The thermal simulation of the structural elements was representative, especially in the regions closest to the heat source, despite limited consideration of crack openings and convection in hollow spaces. The employed methodology proved suitable for material calibration and sensitivity analysis, allowing for the investigation of different test configurations. The thermomechanical simulation revealed stress concentrations at the block-mortar interfaces and larger displacements in the upper portion of isolated walls heated on all four sides, and in the central part of loaded walls with heating on one side, aligning with experimental behavior. The analysis showed good representation of the ceramic material's behavior, demonstrating increased strength with rising temperatures, corroborating recent experimental findings. The model effectively captured the expected distribution of stresses and plastic deformations, although it did not directly account for all experimentally observed cracks.
Keywords ceramic structural masonry; fire; finite element method; thermostructural analysis.