Orientador: Armando Lopes Moreno Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T16:14:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomide_KleberAparecido_M.pdf: 5190586 bytes, checksum: 23856ed638614979a44be4f707ac4ddb (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho será abordado o comportamento estrutural de colunas esbeltas de pequeno diâmetro mistas de aço preenchidas com concreto em situação de incêndio. As colunas mistas vêm sendo largamente utilizadas em edifícios altos, principalmente, em países europeus, americanos e asiáticos. No Brasil, seu uso, vem sendo difundido na engenharia nacional. As colunas mistas preenchidas são reconhecidas por um melhor comportamento estrutural, em situação ambiente, devido ao incremento de resistência e rigidez, se comparados às colunas de aço sem preenchimento. Além disso, nota-se, um melhor comportamento dessas seções em situação de incêndio, pois, o núcleo de concreto funciona como um dissipador de calor, resfriando a seção e, com isso, aumentando sua resistência em situação de incêndio. Nesse contexto, este trabalho compreende um estudo teórico, a partir da literatura existente e, um estudo experimental, abordando o comportamento de colunas esbeltas de pequeno diâmetro mistas de aço preenchidas com concreto em situação de incêndio, utilizando perfis de aço laminados de diferentes diâmetros, preenchidas com concreto de resistência usual e, submetidos a diferentes níveis de carregamentos axiais, a saber, 30, 50 e 70% da carga última de ruptura. Além disso, serão analisadas, também, seções sem preenchimento de concreto, com as mesmas variáveis adotadas para as seções preenchidas com o propósito de obter referências para o estudo e, avaliar o ganho de resistência, em situação ambiente e, em incêndio. Os dados obtidos são analisados, fazendo-se comparações desses resultados aos resultados teóricos obtidos por meio do EUROCODE 4 (prEN 1994-1-2:2002) e, também, com resultados disponíveis na literatura técnica. Ao final do trabalho, verificouse, um aumento considerável na resistência ao fogo das colunas mistas preenchidas ao compará-las às seções sem preenchimento e, um decréscimo nessa resistência com o incremento nos níveis de carregamento / Abstract: This paper will be examine the structural behaviour of slender concrete filled steel columns with small diameter in fire condition. This columns have been widely used in tall buildings, mainly in European, Asian and American countries. In Brazil, its use, is being spread on the national engineering. This columns are recognized by a better structural behaviour in room temperature due to increase in strength and stiffness when compared to the columns of steel without filling. Moreover, there is a better behaviour of those sections in fire condition, therefore, the core of concrete acts as a heat sink of heat decreasing the temperature of section, thereby increasing their resistance to a fire. In that context, this paper includes a theoretical study, from the existing literature, and na experimental study, addressing the behaviour of slender concrete filled steel columns with small diameter in fire conditiom, using profiles of different diameters of rolled steel, filling with usual resistance concrete, subject to different levels of axial loads, namely, 30, 50 and 70% of the load last of collapse. Moreover, will be examined, also, without filling sections of concrete, with the same variables taken to sections filled with the purpose to get references for the study and evaluate the gain of strength in room temperature, and in fire condition. The data are analyzed, making comparisons to those results to the results obtained from the theoretical by EUROCODE 4 (prEN 1994-1-2:2002) and also with results available in technical literature. At the end of the paper, there was a considerable increase in resistance to fire the concrete filled steel columns to compare them to sections without filling, and a decrease in this resistance with the increase in the levels of loading / Mestrado / Estruturas / Mestre em Engenharia Civil

Submitted by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-05-12T13:38:28Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wiliam Alves Diniz Júnior - 2014.pdf: 6202769 bytes, checksum: ad252bd5127a2c69b2d6e6fca9f001e9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Matias (lua_matias@yahoo.com.br) on 2015-05-15T18:18:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wiliam Alves Diniz Júnior - 2014.pdf: 6202769 bytes, checksum: ad252bd5127a2c69b2d6e6fca9f001e9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T18:18:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Wiliam Alves Diniz Júnior - 2014.pdf: 6202769 bytes, checksum: ad252bd5127a2c69b2d6e6fca9f001e9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Calculate and estimate areas and volumes is part of operational and preventive services performed by the Fire Brigade of the State of Goiás. In inspection and design analysis services, areas of the buildings and the volumes of ammable liquids are factors that directly in uence the determination of protection systems against re and panic that must be installed in hazardous areas. Due to extensive standardization of re protection, there is a lack of pedagogical materials for speci c instructions on the subject. Thus, this paper presents a ammable didactic organization of basic mathematical concepts needed for the analysis of re technical projects related to overheads tanks of ammable liquids. / Calcular e estimar áreas e volumes faz parte dos serviços operacionais e preventivos realizados pelo Corpo de Bombeiros Militar do Estado de Goiás. Nos serviços de inspeção e análise de projetos, as áreas das edi cações e os volumes dos líquidos in amáveis são fatores que in uenciam diretamente na determinação dos sistemas de proteção contra incêndio e pânico que deverão ser instalados nas áreas de risco. Devido à extensa normatização de proteção contra incêndio, veri ca-se uma carência de materiais didáticos para instruções especí cas do assunto. Assim, este trabalho apresenta uma organização didática dos conceitos matemáticos básicos necessários para as aná- lises de projetos técnicos de incêndio referentes a parques de tanques aéreos contendo líquidos in amáveis.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7327_1.pdf: 5452227 bytes, checksum: d34376f3d6bd01d0372da1ca18000a89 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Incêndios em estruturas de concreto armado podem causar perdas significativas quando a estrutura perde sua capacidade resistente. A inexistência de dados estatísticos sobre estes incêndios impede uma estimativa do valor dos prejuízos com recuperação estrutural e colapso parcial ou total das estruturas. No entanto, acidentes deste tipo não são tão raros, cita-se, por exemplo, o recente incêndio no prédio do INSS em Brasília (2005). Para um dimensionamento adequado é necessário o conhecimento das propriedades mecânicas do concreto armado durante e após a ação do fogo, assim como, do mecanismo específico de propagação do calor nos materiais e do desempenho de medidas de proteção como a utilização de recobrimentos por materiais isolantes. Apesar de avanços nessa área, trabalhos sobre o assunto ainda são poucos, especialmente no que se trata da análise experimental. Métodos simplificados para projetos, a exemplo do método tabular, são limitados porque não consideram diversos aspectos relevantes para o desempenho da estrutura durante o incêndio como, por exemplo, as propriedades dos materiais constituintes, a umidade, a intensidade da carga térmica ou a recuperação das propriedades mecânicas (propriedades residuais) do concreto. Este trabalho propõe uma abordagem experimental para a avaliação do desempenho do concreto armado sob a ação do fogo através da resistência residual obtida em corpos-de-prova cilíndricos de concreto e elementos de viga. Apesar dos resultados obtidos nos experimentos não serem definitivos, foi possível identificar observações relevantes, tais como: a necessidade de padronização de ensaios de resistência ao fogo, valores de redução nas propriedades mecânicas divergentes e, algumas vezes, abaixo dos prescritos em normas, a influência da forma e volume da amostra na redução das propriedades mecânicas e o comportamento de revestimentos de proteção com argamassas de gesso, vermiculita e o próprio concreto

A taxa na qual a madeira se converte em carvão é determinante para a avaliação da resistência ao fogo, pois o colapso de elementos estruturais de madeira e de seus derivados quando expostos ao fogo ocorre principalmente pela redução da área resistente da seção, devido à formação de carvão. A resistência ao fogo depende, portanto, das dimensões da seção transversal que é reduzida gradualmente ao ser exposta ao fogo. Vários países têm investido em pesquisas para a caracterização e determinação da taxa de carbonização com base em diferentes espécies. Nesse trabalho são apresentados dois modelos de taxa de carbonização para a madeira de Eucalyptus das espécies citriodora e grandis, de grande interesse para aplicação estrutural e plantadas no Brasil. Um para peças de madeira com pequena dimensão (17,2 cm x 17,2 cm x 6,0 cm) e outro para as vigas estruturais (0,16 cm x 0,26 cm x 2,00 m). A curva de aquecimento adotada foi a recomendada pela ASTM E-119. / The rate at which the wood converts in char is determinant to evaluate the wood fire endurance, because the failure of wooden structural elements and its composites exposed to fire occurs through reduction of cross section. The fire resistance depends on cross sections dimensions that are gradually reduced when exposed to fire. Several countries have invested in research to determine the wood charring used for building construction that result in the establishment of values to different species. This work presents two charring rate models for citriodora and grandis species of Eucalyptus, that presents structural interests in assemblies in Brazil. One model for small pieces (17,2 cm x 17,2 cm x 6,0 cm) and the other using structural beam ( 0,16 cm x 0,26 cm x 2,00 m). The standard temperature x time curve was ASTM E-119.

Elementos estruturais de Madeira Laminada Colada (MLC) têm sido muito utilizados na América do Norte e na Europa. Entretanto no Brasil há restrições quanto ao uso, principalmente, em razão da insegurança diante de potenciais riscos relacionados a incêndios. Este trabalho investigou o comportamento térmico e mecânico de elementos estruturais de MLC expostos à curva de incêndio-padrão ISO 834, preparados com duas espécies de madeira (Eucalyptus e Pinus) sem adição de tratamentos preservantes. Adicionalmente, elementos tratados com preservante ignífugo a base Borato de Cobre Cromatado (MOQ® OX 50CCBO) ou tratamento retardantes ao fogo (OSMOGUARD® FR100) também foram utilizados para analisar a influência na carbonização. O objetivo principal da pesquisa foi analisar a resistência ao fogo de elementos de MLC, avaliando a influência da espécie de madeira, a influência da densidade, bem como os efeitos dos tratamentos preservantes. O programa experimental foi realizado no forno horizontal a gás instalado no Departamento de Engenhara das Estruturas - EESC/USP, com dimensões internas de 3m x 4m x 1,5m, e as análises numéricas foram implementadas no pacote computacional ABAQUS. O modelo numérico, com vistas ao monitoramento a deflexão no meio do vão e a avaliação da distribuição da temperatura ao longo da profundidade dos elementos, foram desenvolvidos e os resultados obtidos foram comparados com os dados obtidos por meio das análises experimentais. Métodos de cálculo propostos por diferentes autores e regulamentações internacionais foram aplicados para verificação das propostas de dimensionamento em situação de incêndio. A comparação dos resultados mostrou que a utilização dos métodos de dimensionamento (simplificado ou avançado) representa risco à segurança contra incêndio caso utilize valores para a taxa de carbonização das espécies nacionais determinados a partir dos métodos de cálculo ou normas internacionais. / Structural elements of Glued Laminated Timber (glulam) have long been used in North America and Europe, but their use is still restricted in Brazil for safety reasons, especially related to potential risks in face of fire. The present work investigated the thermal and mechanical behavior of structural elements of glulam exposed to fire standard ISO 834. The glued laminated timber was produced from two wood species (Eucalyptus and Pinus) without any treatments. However, elements treated with wood treatments like Copper Chrome Boron (MOQ® OX 50 -CCB-O) or fire retardant treatment (OSMOGUARD® FR100) were also used to investigate their influence on charring. The main objective of this study was to assess the fire resistance of the glulam elements, evaluating the influence of wood species and, consequently, the influence of density, as well as the effects of preservative treatment. The experimental program was carried out in a gas oven, with internal dimensions of 3m x 4m x 1.5m, and the numerical analyses were performed by ABAQUS. The numerical analyses aimed to monitor the deflection in the middle of the span as well as the temperature distribution along the depth of the elements. The results obtained from both the experimental and numerical analyses were compared. Calculation methods proposed by different authors and international regulations have been applied for verification of the proposed design in fire. A comparison of the results show that the use of calculation methods (simplified and advanced) represents a risk to fire safety in case of using the values of char rate for Brazilian wood species determined from the calculation methods.

Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2013-02-22T19:51:45Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_GestãoRiscoAlternativa.pdf: 41214411 bytes, checksum: 7caa77944d2a0c8f76333d07df2ca056 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-02-25T14:13:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_GestãoRiscoAlternativa.pdf: 41214411 bytes, checksum: 7caa77944d2a0c8f76333d07df2ca056 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-25T14:13:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_GestãoRiscoAlternativa.pdf: 41214411 bytes, checksum: 7caa77944d2a0c8f76333d07df2ca056 (MD5) Previous issue date: 2011 / ABSTRACT: The buildings of public archives shelter documents of permanent value, which are of inalienable and imprescriptible guard. To check the level of fire protection to these permanent records in each building surveyed, it was applied the global analysis of fire risk using the Gretener Method. The text of the “IT 35-CBMMG”, based on this method of performance (widely known) provides fire protection alternatives for the historical buildings (and their contents) of Minas Gerais State, Brazil, when it is not possible or aesthetically desirable, the adoption of security normative or prescriptive measures. The research result showed that showed that the buildings where are installed the public archives are of no conformity to risk of fire due to an in the safety versus protection. Another quick observation was the high volume of documents on paper (main fire load) accommodated in rooms of insufficient area to contain them, incurring specific fire loads much higher than the stipulated level in the specific standard. With the successive employment of active and passive protection measures in these constructions, the safety factors after each trial immediately improved, giving the building and its occupants a pro-safety situation, compared to the outbreak of fire, until unfavorable. / As edificações sede de arquivos públicos custodiam documentos de valor permanente, sendo estes inalienáveis e de guarda imprescritível. Para verificação do nível de proteção contra incêndio a esses documentos permanentes, em cada uma das edificações pesquisadas, foi aplicada a análise global de risco de incêndio, decorrente do Método de Gretener. O texto da IT 35 do CBMMG, baseado nesse método de desempenho (mundialmente conhecido) fornece alternativas de proteção contra incêndio às edificações (e ao seu conteúdo) que compõem o patrimônio histórico mineiro, quando não seja possível ou esteticamente conveniente, a adoção de medidas de segurança de ordem normativa ou prescritiva. O resultado da pesquisa mostrou que as edificações onde estão instalados os arquivos públicos estão em situação de insegurança frente ao risco de incêndio, em razão de um desequilíbrio na relação segurança versus proteção. Outra rápida constatação foi o elevado volume de documentos no suporte papel (principal carga de incêndio) acomodados em espaço de superfície insuficiente para comportá-los, incorrendo cargas de incêndio específicas muito superiores ao valor estipulado em norma. Com o emprego sucessivo de medidas de proteção passiva e ativa nessas edificações, os coeficientes de segurança melhoraram imediatamente a cada ensaio, conferindo ao prédio e aos seus ocupantes uma situação pró-segurança, frente ao risco de incêndio, até então desfavorável. Edificações que abrigam instituições arquivísticas, necessitam de um de sistema de segurança contra incêndio e pânico que monitore diuturnamente as áreas de interesse, com rápida detecção de um foco de fogo e acionamento de alarme, seguido de imediato e eficiente combate por brigadistas treinados, no mínimo. ______________________________________________________________________________________________________

Elementos estruturais de Madeira Laminada Colada (MLC) têm sido muito utilizados na América do Norte e na Europa. Entretanto no Brasil há restrições quanto ao uso, principalmente, em razão da insegurança diante de potenciais riscos relacionados a incêndios. Este trabalho investigou o comportamento térmico e mecânico de elementos estruturais de MLC expostos à curva de incêndio-padrão ISO 834, preparados com duas espécies de madeira (Eucalyptus e Pinus) sem adição de tratamentos preservantes. Adicionalmente, elementos tratados com preservante ignífugo a base Borato de Cobre Cromatado (MOQ® OX 50CCBO) ou tratamento retardantes ao fogo (OSMOGUARD® FR100) também foram utilizados para analisar a influência na carbonização. O objetivo principal da pesquisa foi analisar a resistência ao fogo de elementos de MLC, avaliando a influência da espécie de madeira, a influência da densidade, bem como os efeitos dos tratamentos preservantes. O programa experimental foi realizado no forno horizontal a gás instalado no Departamento de Engenhara das Estruturas - EESC/USP, com dimensões internas de 3m x 4m x 1,5m, e as análises numéricas foram implementadas no pacote computacional ABAQUS. O modelo numérico, com vistas ao monitoramento a deflexão no meio do vão e a avaliação da distribuição da temperatura ao longo da profundidade dos elementos, foram desenvolvidos e os resultados obtidos foram comparados com os dados obtidos por meio das análises experimentais. Métodos de cálculo propostos por diferentes autores e regulamentações internacionais foram aplicados para verificação das propostas de dimensionamento em situação de incêndio. A comparação dos resultados mostrou que a utilização dos métodos de dimensionamento (simplificado ou avançado) representa risco à segurança contra incêndio caso utilize valores para a taxa de carbonização das espécies nacionais determinados a partir dos métodos de cálculo ou normas internacionais. / Structural elements of Glued Laminated Timber (glulam) have long been used in North America and Europe, but their use is still restricted in Brazil for safety reasons, especially related to potential risks in face of fire. The present work investigated the thermal and mechanical behavior of structural elements of glulam exposed to fire standard ISO 834. The glued laminated timber was produced from two wood species (Eucalyptus and Pinus) without any treatments. However, elements treated with wood treatments like Copper Chrome Boron (MOQ® OX 50 -CCB-O) or fire retardant treatment (OSMOGUARD® FR100) were also used to investigate their influence on charring. The main objective of this study was to assess the fire resistance of the glulam elements, evaluating the influence of wood species and, consequently, the influence of density, as well as the effects of preservative treatment. The experimental program was carried out in a gas oven, with internal dimensions of 3m x 4m x 1.5m, and the numerical analyses were performed by ABAQUS. The numerical analyses aimed to monitor the deflection in the middle of the span as well as the temperature distribution along the depth of the elements. The results obtained from both the experimental and numerical analyses were compared. Calculation methods proposed by different authors and international regulations have been applied for verification of the proposed design in fire. A comparison of the results show that the use of calculation methods (simplified and advanced) represents a risk to fire safety in case of using the values of char rate for Brazilian wood species determined from the calculation methods.

A norma brasileira ABNT NBR 14323:2013 apresenta um método para o dimensionamento de lajes mistas de aço e concreto em situação de incêndio. No entanto, esse procedimento não inclui o efeito do comportamento de membrana da laje. Usando a teoria de placas para grandes deslocamentos, esta pesquisa estabelece que as altas temperaturas podem induzir uma considerável ação de membrana de tração, auxiliando na segurança da laje em situação de incêndio. No desenvolvimento de uma ferramenta para o dimensionamento a partir do método analítico de lajes mistas em situação de incêndio, uma série de estudos foi desenvolvida para a análise do comportamento de membrana de tração a altas temperaturas. O método analítico mais conhecido é o método de Bailey. Comparações entre os métodos de Bailey e da ABNT NBR 14323:2013, e análises empregando os programas Vulcan e MACS+ foram realizadas. Neste trabalho, compararam-se resultados empregando o método de Bailey e do programa de computador MACS+, que teve por base o próprio método de Bailey. Como esperado, os resultados foram similares. Ainda, neste trabalho, realizaram-se alguns estudos numéricos empregando o método dos elementos finitos, por meio do programa de computador Vulcan e compararam-se resultados entre o método de Bailey e Vulcan. Uma investigação sobre possíveis simplificações da formulação da ABNT NBR 14323:2013 também foi realizada. / The Brazilian standard ABNT NBR 14323:2013 presents a method for the composite slabs fire design. However, it doesnt include the effect of the slab behaving as a membrane. Using the theory of plates for large displacements, the research establishes that high temperatures can induce a considerable tensile membrane action, assisting in the safety of the slab in fire. In developing a tool for the analytical method composite slabs fire design, some studies were made to analyze the behavior of tensile membrane at high temperatures. The most popular analytical method is the Baileys method. In this study, analysis of the Baileys methods, the Brazilian standard and the Vulcan and MACS+ software were performed and the results were compared. As expected, the results were similar. Still, in this work, there have been some numerical studies employing the finite element method, using the computer program Vulcan, and results were compared between the Baileys method and Vulcan. An investigation about possible simplifications of the formulation presented by Brazilian standard were also developed.

Este trabalho tem como objetivo desenvolver um método de análise de risco qualitativo que propicie um nível de segurança contra incêndio adequado ao risco esperado em uma edificação hospitalar de grande porte, visto que o estrito atendimento às exigências de códigos e regulamentações prescritivas podem não garantir um adequado nível de segurança contra incêndio. O método baseou-se na metodologia de análise de risco qualitativa e em técnicas de gestão de risco corporativo. O trabalho resultou no Método de Avaliação de Risco Incêndio Hospitalar (MARIH). O MARIH foi idealizado com o intuito de demonstrar que, a partir da identificação e da análise dos principais riscos de incêndio em edifícios hospitalares, é possível tomar medidas adequadas para minimizar tais riscos, ainda na fase de projeto, e implementar medidas de controle (tratamento), tornando a edificação mais segura em relação à ocorrência de incêndios, sem necessariamente onerar sua construção. O método MARIH foi concebido para atuar como uma ferramenta para o desenvolvimento do projeto, com vistas a elevar o nível de segurança contra incêndio nas edificações hospitalares. Além disso, pretende-se, com o uso dessa ferramenta, demonstrar aos projetistas e empreendedores a importância da inserção adequada e da integração da segurança contra incêndio no processo de projeto de edificações de grande porte e complexas. / In view of the fact that requirements of prescriptive codes are not always enough to guarantee fire safety to hospital buildings, this study proposes and develops a qualitative method of risk analysis aiming to provide an adequate level of fire safety for such a type of building. The method named Fire Risk Assessment Method for Hospital Buildings (Método de Avaliação de Risco Incêndio Hospitalar - MARIH) is based on qualitative risk analysis methodology and on corporate risk management techniques. The method was developed in order to prove that, by the identification and the analysis of the main fire risks in hospitals, countermeasures may be taken to reduce such risks, still during the design process, without increasing construction costs. The MARIH method is proposed as a design tool so as to improve the fire safety level in hospital buildings, emphasizing how important fire safety is along the design process as well.

Este trabalho apresenta uma abordagem abrangente das estruturas mistas aço-concreto, com ênfase em edifícios, e dos principais elementos que compõem esse sistema: as vigas mistas, simplesmente apoiadas e contínuas, as lajes mistas e os pilares mistos. São abordados os aspectos construtivos, o comportamento estrutural e os procedimentos para dimensionamento recomendados pelas principais normas aplicáveis, enfatizando a norma norte-americana do AISC e o EUROCODE 4. O projeto em situação de incêndio também é analisado, considerando o comportamento e o dimensionamento de elementos mistos frente à ação do fogo. No final, são desenvolvidos exemplos de dimensionamento, onde procura-se comparar e discutir os resultados obtidos pelas principais normas / This study consists of a broad analysis of composite structures, with particular emphasis on buildings, and the principal elements that make up this system, i.e., continuous and simply supported composite beams, composite slabs and composite columns. Several aspects of construction are broached, as well as structural behavior and the procedures for design recommended by the main codes, mainly the American AISC and the EUROCODE 4 codes. Fire design is also analyzed, considering the behavior and design of composite elements under fire conditions. The study concludes with some examples of design, comparing and discussing the results achieved by the principal codes