| 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. |
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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.
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| 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. |
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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.
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| Keywords | Ceramic structural masonry; Fire; Finite element method; Thermostructural analysis. |