Análise do Comportamento da Alvenaria Estrutural em Situações de Incêndio
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Autores
Supervisores
Data
2023
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Editora
Universidade Pedagógica de Maputo
Resumo
Os sistemas em alvenaria estrutural estão cada vez mais em uso no país, sobretudo nos últimos anos com a aplicação de vantagens técnicas e económicas associadas ao sistema. Apesar da ampla utilização da alvenaria estrutural, o comportamento destes sistemas quando submetidos à situação do incêndio ainda é pouco abordado em Moçambique, que actualmente não conta com normas e métodos para o dimensionamento de edifícios de alvenaria estrutural em situação de incêndio. Diante disso, este trabalho tem como objectivo principal analisar o comportamento térmico e mecânico da alvenaria estrutural quando sujeita à situação de incêndio. Infelizmente, os custos dos ensaios são muito elevados e faltam também laboratórios para realizá-los no país. Existem poucos registos de testes em escala real, com o elemento estrutural nas condições de serviço, ou seja interagindo com o resto da estrutura. Entretanto, realizou-se um extenso programa de análise qualitativa e quantitativa de ensaios experimentais feitos por diferentes autores, nos quais argamassas, blocos e pequenas paredes de alvenaria estrutural foram caracterizados em temperatura ambiente e foram posteriormente submetidos a ensaios de simulação de incêndio-padrão seguindo a curva proposta pela ISO 834-1:1999. Em função dos recursos disponíveis, foram feitas simulações computacionais com recurso a vários programas, já que os programas podem apresentar graus de dificuldades de uso diferentes para a obtenção dos mesmos resultados. Os softwares utilizados para realizar as simulações computacionais foram o Mecway FEA , FDS/PYROSIM, ABAQUS e o DIANA. Analisou-se o comportamento frente a um incêndio de um pórtico de dois pavimentos com ligação rígida entre lajes e paredes e com elementos de interface entre lajes e paredes. Os elementos estruturais foram analisados quanto ao comportamento térmico e mecânico com o objectivo de avaliar a evolução das temperaturas em diferentes pontos da parede, assim como avaliar as deformações que surgiram com o incremento da temperatura. A partir das simulações de incêndio-padrão, observou-se que os elementos estruturais apresentaram elevada danificação após a acção do fogo. Além disso, elementos constituídos por blocos de paredes maciças apresentaram maior grau de compartimentação e isolamento térmico 27% superior em relação aos elementos com blocos de paredes vazadas. No mesmo contexto, a adição dos revestimentos em argamassas de cimento e gesso elevou em 103% e 54%, respectivamente, o tempo necessário para perda do critério de isolamento térmico. Quanto ao comportamento mecânico residual, notou-se que as pequenas paredes maciças manifestaram resistência residual quatro vezes superior em relação aos mesmos elementos com blocos de paredes vazadas.
Descrição
Structural masonry systems are increasingly being used in the country, especially in recent years with the application of technical and economic advantages associated with the system. Despite the wide use of structural masonry, the behavior of these systems when subjected to a fire situation is still little discussed in Mozambique, which currently does not have standards and methods for the design of structural masonry buildings in a fire situation. Therefore, the main objective of this work is to evaluate the thermal and mechanical behavior of structural masonry when subjected to a fire situation. Unfortunately, the costs of the tests are very high and there is also a lack of laboratories to carry them out in the country. There are few records of full-scale tests, with the structural element in service conditions that is, interacting with the rest of the structure. However, an extensive program of qualitative and quantitative analysis of experimental tests carried out by different authors was carried out, in which mortars, blocks and small walls of structural masonry were characterized at room temperature and were subsequently subjected to standard fire simulation tests following the curve proposed by ISO 834-1:1999. Depending on the available resources, computer simulations were carried out using several programs, since the programs may present different degrees of difficulty in use to obtain the same results. The software used to perform the computer simulations were Mecway FEA, FDS/PYROSIM, ABAQUS and DIANA. The behavior in front of a fire of a portico of two floors with rigid connection between slabs and walls and with elements of interface between slabs and walls was analyzed. The structural elements were evaluated in terms of thermal and mechanical behavior in order to analyze the evolution of temperatures at different points on the wall, as well as to evaluate the deformations that appeared with the increase in temperature. From the standard fire simulations, it was observed that the structural elements showed high damage after the fire. In addition, elements made of blocks of solid walls showed a higher degree of compartmentalization and 27% higher thermal insulation compared to elements with blocks of hollow walls. In the same context, the addition of coatings to cement and gypsum mortars increased by 103% and 54%, respectively, the time required for loss of the thermal insulation criterion. As for the residual mechanical behavior, it was noted that the small solid walls showed residual resistance four times higher compared to the same elements with hollow wall blocks.
Palavras-chave
Alvenaria Estrutural, comportamento térmico, comportamento mecânico, incêndio., Structural Masonry, thermal behavior, mechanical behavior, fire.
Citação
Zandamela, M. (2023). Análise do Comportamento da Alvenaria Estrutural em Situações de Incêndio. Universidade Pedagógica de Maputo