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Abstract(s)
A composite slab is defined as a steel profile with concrete on top, and when the concrete reaches its expected strength, the two elements start to work as one through indentations and geometry. This technology has been used since the 1980s in Europe, mainly in the United Kingdom; however, it was only in 1983 that the first technical standard for the calculation of this type of structure was released. These standards were and still are based on experimental studies by various authors. However, since the cost of conducting these tests is very high, the technique of using finite elements and numerical simulation has been expanding in recent years as an alternative to replace or validate these laboratory studies, proving to be highly effective when properties are correctly inserted. This dissertation presents the numerical study conducted to validate the temperature field of a laboratory experiment, using the ANSYS software. It also validates the maximum
load-bearing capacity at ambient temperature compared to analytical calculation and presents the calculation of the maximum load-bearing capacity when the temperature field is applied for up to 120 minutes.
The study proved capable of representing temperature fields and validating the loadbearing capacity of the slab in the software, demonstrating that such studies when the correct properties are applied, can support experimental studies.
Laje mista é definida como um perfil de aço com concreto no topo, e quando o concreto atinge sua resistência esperada, os dois elementos passam a trabalhar como um só por meio de reentrâncias e geometria. Essa tecnologia vem sendo utilizada desde os anos de 1980 na Europa, principalmente no Reino Unido; porém, apenas no ano de 1983 foi lançada a primeira normativa técnica para o cálculo deste tipo de estrutura. Tais normativas se baseavam e ainda se baseiam em estudos experimentais de diversos autores, porém, como o custo de elaboração destes testes é muito elevado, a técnica do uso de elementos finitos e simulação numérica vem se expandindo nos últimos anos, como uma alternativa para substituir ou validar esses estudos em laboratório, provando-se altamente eficaz quando as propriedades são inseridas de forma correta. Esta dissertação apresenta o estudo numérico realizado para a validação do campo de temperaturas de um experimento em laboratório por meio do software ANSYS, a validação da capacidade portante máxima à temperatura ambiente comparada ao cálculo analítico, e a apresentação do cálculo da capacidade portante máxima quando aplicado o campo de temperaturas até 120 minutos. O estudo provou-se capaz de representar os campos de temperatura e validar a capacidade resistente da laje no software, mostrando que tais estudos, quando aplicadas as propriedades corretas, podem servir de ajuda aos estudos experimentais.
Laje mista é definida como um perfil de aço com concreto no topo, e quando o concreto atinge sua resistência esperada, os dois elementos passam a trabalhar como um só por meio de reentrâncias e geometria. Essa tecnologia vem sendo utilizada desde os anos de 1980 na Europa, principalmente no Reino Unido; porém, apenas no ano de 1983 foi lançada a primeira normativa técnica para o cálculo deste tipo de estrutura. Tais normativas se baseavam e ainda se baseiam em estudos experimentais de diversos autores, porém, como o custo de elaboração destes testes é muito elevado, a técnica do uso de elementos finitos e simulação numérica vem se expandindo nos últimos anos, como uma alternativa para substituir ou validar esses estudos em laboratório, provando-se altamente eficaz quando as propriedades são inseridas de forma correta. Esta dissertação apresenta o estudo numérico realizado para a validação do campo de temperaturas de um experimento em laboratório por meio do software ANSYS, a validação da capacidade portante máxima à temperatura ambiente comparada ao cálculo analítico, e a apresentação do cálculo da capacidade portante máxima quando aplicado o campo de temperaturas até 120 minutos. O estudo provou-se capaz de representar os campos de temperatura e validar a capacidade resistente da laje no software, mostrando que tais estudos, quando aplicadas as propriedades corretas, podem servir de ajuda aos estudos experimentais.
Description
Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Keywords
Composite slab Finite elements Numerical simulation Fire resistance