Browsing by Author "Gomes, Felipe Macedo"
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- Fire resistance of composite slabs with steel deck under natural firePublication . Piloto, Paulo A.G.; Balsa, Carlos; Gomes, Felipe Macedo; Matias, BergsonMost of the numerical research and experiments on composite slabs with a steel deck have been developed to study the effect of fire during the heating phase. This manuscript aims to describe the thermal behaviour of composite slabs when submitted to different fire scenarios, considering the heating and cooling phase. Three-dimensional numerical models, based on finite elements, are developed to analyse the temperatures inside the composite slab and, consequently, to estimate the fire resistance, considering the insulation criteria (I). The numerical methods developed are validated with experimental results available in the literature. In addition, this paper presents a parametric study of the effects on fire resistance caused by the thickness of the concrete part of the slab as well as the natural fire scenario. The results show that, depending on the fire scenario, the fire resistance criterion can be reached during the cooling phase, especially for the thickest composite slabs. Based on the results, new coefficients are proposed for the original simplified model, proposed by the standard. The developed numerical models allow us to realistically simulate the thermal effects caused by a natural fire in a composite slab and the new proposal enables us to estimate the fire resistance time of composite slabs with a steel deck, even if it occurs in the cooling phase.
- Influência da espessura do betão na resistência a um incêndio natural em lajes mistasPublication . Gomes, Felipe Macedo; Piloto, P.A.G.; Balsa, Carlos; Matias, Bergson da SilvaAs lajes mistas consistem em estruturas de concreto com aço colaborante moldadas a frio que permanecem durante toda a utilização da estrutura. As chapas de aço agem como forma para a concretagem e posteriormente para resistir aos esforços que serão solicitados. As lajes mistas tiveram seu início durante a década de 80 em grandes edifícios, como alternativas economicamente vantajosas quando aplicadas em larga escala. As chapas de aço por serem localizadas em uma região exposta ao fogo, refletem uma maior exigência sobre a sua integridade perante situações distintas de incêndio. O aço quando aquecido por elevadas temperaturas altera consideravelmente suas propriedades de resistência e deformabilidade, podendo expor riscos neste elemento de estrutura. Existem normas responsáveis por padronizar os modelos e métodos de projeto e de cálculo para garantir segurança na sua elaboração e utilização. A norma europeia EN 1994-1-2 é uma das normas responsáveis por promover métodos simplificados de cálculo para lajes mistas em situação de incêndio padrão (ISO834). Entretanto, estes métodos simplificados não são aplicáveis a situações de incêndio paramétrica, que simulam de maneira mais realística um incêndio natural. É apresentado neste trabalho um estudo feito sobre a resistência ao fogo de lajes mistas quando solicitadas a cenários de incêndio paramétrico utilizando o auxílio dos softwares MATLAB e ANSYS Mechanical APDL. Para criar uma confiabilidade nestes testes, foi realizado uma validação numérica através de testes experimentais realizados por outros autores. No total, foram realizadas 225 simulações para a validação e a elaboração do estudo paramétrico. Para cada um dos cenários de incêndio paramétrico foi feito um estudo paramétrico a partir do qual é proposto um novo modelo de cálculo simplificado, para estimar a resistência ao fogo segundo o critério de isolamento (I). São ainda apresentados novos coeficientes para estimar as temperaturas dos componentes presentes no critério da capacidade de carga (R) (anexo D do euro código 4 parte 1.2). Foram propostos novos coeficientes para o cálculo simplificado do tempo de resistência ao critério de isolamento (I) e capacidade de carga (R) para 6 tipos diferentes de curvas de incêndios paramétrico.