Publication
Fire behaviour of composite slabs with steel deck and mineral wool
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia | |
| datacite.subject.sdg | 03:Saúde de Qualidade | |
| dc.contributor.advisor | Piloto, P.A.G. | |
| dc.contributor.advisor | Balsa, Carlos | |
| dc.contributor.advisor | Alvarenga, Luciana | |
| dc.contributor.author | Oliveira, Israel Mateus Melo | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-22T10:44:00Z | |
| dc.date.available | 2025-10-22T10:44:00Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.date.submitted | 2025 | |
| dc.description | Mestrado de dupla diplomação com o Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais – CEFET-MG | |
| dc.description.abstract | Este trabalho investiga o comportamento térmico de lajes mistas com chapa de aço colaborante (steel deck) submetidas a situação de incêndio, com foco na influência da temperatura sobre o momento fletor positivo. A pesquisa tem como principal objetivo desenvolver uma fórmula simplificada que permita estimar, com precisão, a temperatura média nos elementos que compõem a seção transversal da laje – como o perfil metálico e a armadura, considerando a inexistência de diretrizes normativas que tratem diretamente desse aspecto para estruturas mistas. A avaliação precisa dessas temperaturas é essencial para possibilitar as análises de resistência à flexão em situação de incêndio, uma vez que a degradação térmica dos materiais altera significativamente a capacidade resistente da laje. A metodologia adotada fundamentou-se em simulações térmicas tridimensionais conduzidas no software ANSYS, as quais foram validadas com base em dados experimentais da literatura. A validação demonstrou boa concordância entre os modelos numéricos e os resultados de referência, com erros médios quadráticos (RMSE) aceitáveis para os diferentes pontos analisados. Em seguida, foram realizados 72 estudos paramétricos, nos quais se variaram a espessura do concreto, a espessura da lã de rocha, o diâmetro da armadura e o tempo de exposição ao fogo. A partir desses resultados, foi desenvolvida uma equação linear ajustada por regressão, capaz de prever a temperatura média nos componentes com elevada precisão. Comparada aos dados obtidos no ANSYS, a fórmula proposta apresentou RMSE inferior a 5% em todos os casos analisados, evidenciando sua eficácia como ferramenta auxiliar no dimensionamento térmico de lajes mistas em situação de incêndio. | por |
| dc.description.abstract | This study investigates the thermal behaviour of composite slabs with steel deck under fire conditions, focusing on the influence of temperature on the positive bending moment (sagging moment). The main objective is to develop a simplified formula capable of accurately estimating the average temperature in the structural components of the slab – such as the steel profile and reinforcement, considering the absence of specific normative guidelines for this aspect in composite structures. Accurately assessing these temperatures is essential for supporting the calculation of the flexural resistance under fire exposure, since the thermal degradation of materials significantly affects the load-bearing capacity of the slab. The adopted methodology was based on three-dimensional thermal simulations using ANSYS software, which were validated against experimental data available in the literature. The validation showed good agreement between the numerical models and the reference results, with acceptable root mean square errors (RMSE) for the different evaluated points. Subsequently, 72 parametric studies were carried out, varying the thickness of the concrete, the thickness of the mineral wool, the diameter of the reinforcement bars, and the fire exposure time. From these results, a linear regression-based equation was developed to predict the average temperature in each component with high accuracy. When compared to the ANSYS simulation data, the proposed formula achieved RMSE values below 5% in all cases, demonstrating its effectiveness as a supporting tool for thermal design of composite slabs under fire conditions. | por |
| dc.identifier.tid | 204020000 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/34859 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.subject | Lajes mistas | |
| dc.subject | Comportamento ao fogo | |
| dc.subject | Modelagem térmica | |
| dc.subject | Fórmula simplificada | |
| dc.title | Fire behaviour of composite slabs with steel deck and mineral wool | |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| thesis.degree.name | Dissertação de mestrado em Engenharia da Construção |