Simulação termomecânica de prismas com blocos de concreto em situação de incêndio

Abstract

RESUMO Incêndios em edificações são frequentes em todo o mundo. Um sistema construtivo amplamente empregado no Brasil e pouco estudado em situação de incêndio é a alvenaria estrutural constituída por blocos de concreto. Em temperatura ambiente pode-se estimar a resistência à compressão axial da alvenaria através da compressão axial de prismas. Além disso, por meio de prismas é possível representar a perda de resistência mecânica devida à deterioração térmica. Assim, o presente trabalho tem como objetivo analisar, em contexto puramente numérico, a resistência mecânica de prismas constituídos por blocos de concreto submetidos à compressão e em situação de incêndio, por meio de simulação termomecânica. Inicialmente, foi simulado um prisma sob compressão à temperatura ambiente com o intuito de validar as propriedades dos materiais nessa condição. Posteriormente, em elevadas temperaturas, foram empregadas propriedades encontradas na literatura técnica. As condições de contorno foram variadas, aplicaram-se dois níveis de carregamento e verificaram-se os casos de prisma com uma e duas faces expostas ao incêndio. Nas simulações numéricas, a aplicação de um nível maior de carregamento, a restrição de deslocamento vertical e a exposição ao incêndio de duas faces antecipou a ruptura do prisma. A falta de restrição rotacional gerou um modo de ruptura diferente do caso com restrição rotacional e em tempo inferior de exposição ao fogo. O emprego de propriedades encontradas na literatura técnica levou a um resultado de tempo de resistência mecânica favorável à segurança.

Thermal Analysis of Concrete Blocks and Stack-Bond Prisms under Different Boundary Conditions

“…The ABAQUS 6.14 software was also used by Rodovalho, Corrêa and Neto [22] to carry out thermo-mechanical numerical investigations of FEM models of stack-bond prisms exposed to high temperatures. The authors aimed to numerically verify the mechanical strength of concrete block prisms under compression and fire conditions.…”

Numerical analysis of mechanical damage on concrete under high temperatures

“…Nguyen et al [18] studied the thermal conductivity change of concrete when exposed to both mechanical and thermal loads through a numerical three-phase plane model using lattice discretization, where damage variable is accounted via crack opening. Rodovalho et al [19] analyzed the mechanical resistance of concrete blocks subjected to compression and in a fire situation. Assis and Neto [20] evaluated the heat transfer in the cavity of the structural masonry blocks.…”