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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-16082023-090137
Document
Author
Full name
Maurizio Vairo
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Campello, Eduardo de Morais Barreto (President)
Calil Junior, Carlito
Dias, Antonio Alves
Title in Portuguese
Sobre o comportamento dos painéis de CLT em situação de incêndio.
Keywords in Portuguese
Delaminação
Ensaio de resistência ao fogo
Estruturas de madeira
Taxa de carbonização
Abstract in Portuguese
O Cross Laminated Timber é considerado um produto inovador no mercado da construção civil. Nos últimos anos, tem-se observado um interesse crescente na utilização dessa tecnologia construtiva no Brasil. Por se tratar de um produto de uso estrutural fabricado a partir de um material combustível, a madeira, existem inúmeras preocupações relacionadas à segurança das edificações de Cross Laminated Timber em situação de incêndio, principalmente quando se nota a adoção da tecnologia em construções cada vez mais altas e complexas ao redor do mundo. Com o objetivo de ampliar o conhecimento sobre o comportamento do produto industrializado de madeira no contexto brasileiro, foram realizados dois ensaios laboratoriais em painéis de Cross Laminated Timber em escala real de construção, seguindo os critérios estabelecidos pela norma brasileira NBR 5628. O primeiro teste foi realizado em uma amostra de laje de 13 cm de espessura, utilizando o forno horizontal a gás (3,0 m x 4,0 m) da Universidade de São Paulo, localizado no campus de São Carlos. Um carregamento vertical de 3 kN/m² foi aplicado sobre a amostra, que foi exposta a 30 minutos da curva de incêndio-padrão estabelecida pela ISO 834. O segundo teste foi realizado em uma parede de 14 cm de espessura, utilizando o forno vertical a gás (3,15 m x 2,8 m) da itt Performance do Instituto Tecnológico da Universidade do Vale do Rio dos Sinos, localizado na cidade de São Leopoldo, Rio Grande do Sul. Um carregamento de 80 kN/m foi aplicado sobre as amostras de parede durante 60 minutos do programa térmico padrão. Os resultados obtidos a partir do ensaio de lajes indicaram que os elementos estruturais de madeira mantiveram a integridade, o isolamento térmico e a capacidade resistente, mesmo considerando as 24 horas após o desligamento dos queimadores. No caso do ensaio de parede, durante os 60 minutos do programa térmico ativo, os painéis mantiveram a integridade, o isolamento térmico e a capacidade resistente. Entretanto, durante a etapa de resfriamento natural da amostra, ocorreram sucessivos desplacamentos das lamelas dos painéis, impedindo a análise do produto 24 horas após o ensaio. A investigação experimental indicou que a utilização de adesivos não resistentes ao fogo representa um risco para a segurança das estruturas de Cross Laminated Timber em situação de incêndio.
Title in English
Fire behavior of CLT panels.
Keywords in English
Charring rate
CLT
Cross-Laminated Timber
Delamination
Fire resistance tests
Post-fire analyses
Self-extinguishment
Standard fire curve
Timber structures
Abstract in English
Cross-Laminated Timber is considered a novelty in the Brazilian construction market, with a growing interest in the use of this technology all over the country in the last years. Regarding the fact that Cross-Laminated Timber is a structural product made from a combustible material, wood, there are numerous concerns regarding the safety of this type of construction in fire, especially considering the adoption of this technology in tall buildings around the world. Observing that there is a lack of studies focused on the fire safety of timber structures in the Brazilian context, the research intends to understand the behaviour of mass timber products from the assessment of Cross-Laminated Timber panels according to the Brazilian standard NBR 5628: 2001 Structural building components - determination of fire resistance. Two tests were carried out to determine the structural resistance of the Cross-Laminated Timber panels in fire. The first test was performed on a 13 cm thick slab, using the horizontal gas furnace (3.0 m x 4.0 m) of the University of Sao Paulo in Sao Carlos. A vertical load of 3 kN/m² was applied over the slab, which was exposed to 30 minutes of the standard fire curve established by ISO 834. The second test was carried out on a 14 cm thick wall, using the vertical gas furnace (3.15 m x 2.8 m) from the University of Vale do Rio dos Sinos in Sao Leopoldo. A vertical load of 80 kN/m was applied on the wall, which was exposed to 60 minutes of the ISO 834 fire curve. The results obtained from the slab test indicated that the mass timber panels maintained their integrity, thermal insulation and loadbearing capacity, even considering the 24 hours after the burners were turned off. In the case of the wall test, during the first 60 minutes, the panels maintained their integrity, thermal insulation and loadbearing capacity. However, during the natural cooling phase of the test, falling-off of the charred layer occurred, preventing the analysis of the product 24 hours after the test. The experimental research has indicated that the use of adhesives non-resistant to fire to manufacture the panels represents a risk to the safety of Cross Laminated Timber structures in fire.
 
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Publishing Date
2023-08-16
 
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