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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2021.tde-24062021-191741
Document
Auteur
Nom complet
Ellon Bernardes de Assis
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2021
Directeur
Jury
Munaiar Neto, Jorge (Président)
Barreto, Douglas
Silva, Roberto Marcio da
Titre en portugais
Análise numérica da fixação de escadas pré-moldadas leves em alvenaria estrutural sob incêndio
Mots-clés en portugais
alvenaria
chumbador
escada
incêndio
Resumé en portugais
As escadas pré-moldadas leves de concreto são compostas de degraus e vigas denteadas pré-moldadas com peso adequado para manuseio manual. O seu uso é difundido como um meio de racionalização da construção. Por outro lado, há uma preocupação acerca do desempenho da alvenaria estrutural em situação de incêndio o que vem motivando uma série de estudos com objetivo de subsidiar uma futura normalização brasileira. Nesse contexto, surge a preocupação sobre a segurança estrutural em situação de incêndio desse tipo de escada em conjunto com a alvenaria estrutural. As vigas pré-moldadas são fixadas à alvenaria através de chumbadores de aço, no entanto, existem poucos trabalhos acerca do comportamento de chumbadores em elementos de alvenaria estrutural. Ainda mais, são poucos os trabalhos que tratam do comportamento de chumbadores em situação de incêndio seja em concreto ou em alvenaria. Assim, esse trabalho contribui para o tema apresentando um conjunto de simulações utilizando o Método dos Elementos Finitos para avaliar o desempenho do sistema de fixação de escadas pré-moldadas em situação de incêndio. Foram realizadas simulações estruturais, térmicas e termoestruturais do sistema quando exposto ao incêndio padrão ISO 834-1:1999 na face da alvenaria oposta à escada. Os resultados obtidos indicam que o uso de grauteamento no bloco em que o chumbador se ancora limita significativamente a elevação de temperatura. Além disso, não há elevação de temperatura significativa na viga denteada. No exemplo estudado não foi possível constatar um modo de ruptura do chumbador em si antes da ruptura da alvenaria. Os resultados apresentados são um ponto de partida para novas simulações que estudem outros exemplos bem como trabalhos experimentais no tema.
Titre en anglais
Numerical analysis of lightweight precast stairs fastening in structural masonry on fire
Mots-clés en anglais
fastener
fire
masonry
stairs
Resumé en anglais
Lightweight precast concrete stairs are build of precast stair steps and indented beams which have appropriate weight for manual working. Its usage is a widespread practice as a way of rationalization of construction. On the other hand, there is a concern about the performance of structural masonry on fire situation, which has motivated a series of studies aiming a future Brazilian standardization. In this context, there is some concern about the structural fire safety of this type of stair applied to structural masonry. These indented beams are fastened to the masonry using steel anchors, however, there is little work on the behavior of fasteners in structural masonry elements. Furthermore, there are few works that deal with the behavior of fasteners in fire situations, whether in concrete or masonry. Thus, this work contributes to the topic by carrying out a set of simulations using the Finite Element Method to evaluate the performance of the fastening system of lightweight precast stairs under fire situation. Structural, thermal and thermo-structural simulations of the system were performed when exposed to the ISO 834-1:1999 standard fire in the face of the wall opposite to the stairs. Results indicate that grouting in the block's cavity which the fastener is anchored limits the temperature rise in the fastener. Besides, there is no significant temperature rise in the indented beam. In the example of the study, it was not possible to see a failure mechanism of the fastener itself before the masonry failure. The results shown are a start point for new simulations that tackle new examples as well as experimental studies.
 
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Date de Publication
2021-08-31
 
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