Browsing by Author "Ribeiro, Otavio Gandolphi Nascimento"
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- Fire resistance of composite slabs with steel decking and thermal insulationPublication . Ribeiro, Otavio Gandolphi Nascimento; Piloto, P.A.-G.; Gidrao, Gustavo De Miranda SalemeEsta pesquisa é sobre o comportamento termomecânico de lajes mistas aço-concreto com perfis trapezoidais e reentrantes sob condições de incêndio, com ênfase em estratégias de isolamento térmico passivo (proteção de aço e lã mineral) para aprimorar a segurança estrutural e reduzir impactos ambientais. O estudo integrou modelagem numérica bidimensional (ANSYS, Mechanical APDL), com validação usando resultados experimentais (testes em forno em escala real) e a apresentação de uma nova proposta de métodos simplificados para o Eurocódigo 4, visando preencher lacunas normativas relacionadas a geometrias complexas. As simulações numéricas incorporaram mecanismos não lineares de transferência de calor (condução, convecção, radiação) e consideraram a existência de uma camada de ar entre a chapa de aço e o concreto, resultante da expansão térmica que promove a separação durante os ensaios. A validação do modelo numérico demonstrou concordância com dados experimentais, comprovando a precisão dos modelos. Sistemas com proteção de chapa de aço podem ser utilizados nas nervuras para reduzir significativamente a temperatura na face não exposta, aumentando a resistência ao fogo pelo critério de isolamento térmico (I). Já a lã mineral destacou-se como solução mais eficaz, garantindo maior resistência ao fogo e permitindo redução no consumo de concreto, o que contribuiu para a diminuição de emissões de CO₂. Para o critério de capacidade estrutural (R), lajes com isolamento passivo mantiveram capacidade resistente superior em comparação a sistemas convencionais, mesmo após exposição prolongada ao fogo ISO 834. A calibração de coeficientes empíricos revisados para o Eurocódigo 4, que incorporaram o efeito de separação (camada de ar) e geometrias não convencionais, melhorou a precisão das previsões termo-estruturais, alinhando métodos analíticos a resultados experimentais. Concluiu-se que a integração de isolamento térmico passivo e modelagem refinada oferece soluções equilibradas entre segurança contra incêndio, eficiência material e sustentabilidade. Recomenda-se o uso de geometrias otimizadas com isolamento adequado em edifícios de média a alta altura, garantindo resistência ao fogo conforme requisitos normpassivos e reduzindo o impacto ambiental associado à produção de concreto.