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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23606| Título: | Estudo numérico do comportamento térmico do conjunto laje-viga de concreto sujeito a incêndio localizado |
| Autor(es): | Toassi, Tobias Luiz Marchioro |
| Orientador(es): | Gomes, Francisco Augusto Aparecido |
| Palavras-chave: | Incêndios Método dos elementos finitos Fluidodinâmica computacional Dinâmica dos fluidos Calor - Transmissão Concreto armado Fires Finite element method Computational fluid dynamics Fluid dynamics Heat - Transmission Reinforced concrete |
| Data do documento: | 28-Ago-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | TOASSI, Tobias Luiz Marchioro. Estudo numérico do comportamento térmico do conjunto laje-viga de concreto sujeito a incêndio localizado. 2020. Dissertação (Mestrado em Programa de Pos-Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2020. |
| Resumo: | Este trabalho visa analisar a transferência de calor em estruturas de concreto. Estima-se que cerca de R$ 750 milhões são perdidos anualmente devido a incêndios envolvendo estruturas de concreto no Brasil. O objetivo geral do presente trabalho é realizar a simulação numérica de um incêndio localizado em um estacionamento, visando obter a temperatura ao longo do tempo do conjunto laje/viga. O problema da transferência de calor convectivo-difusivo é resolvido através da discretização das equações diferenciais regentes através do método de volumes finitos, na qual os sistemas lineares gerados pela discretização são resolvidos através de técnicas iterativas não estacionárias e pré-condicionadas. Foram realizadas simulações bidimensionais e tridimensionais,efetuando-se a variação entre diferentes valores de condutividade térmica do concreto e também realizando as simulações com os modelos de turbulência k−E e LES(Large-Eddy Simulation). Foram simulados numericamente dois tipos de viga, uma em aço de perfil I e outra em concreto de perfil retangular. O caso da viga de aço foi utilizado para comparar os valores das propriedades de interesse e verificação da configuração numérica preterida no presente trabalho. Enquanto que o caso da viga de concreto representa uma situação próxima ao que de fato se vê na prática.Os resultados obtidos no presente trabalho, consistem basicamente dos campos das propriedades relacionadas ao domínio de solução sujeito ao incêndio localizado, i.e., os campos escalares (densidade, pressão, temperatura) e vetoriais (velocidade) para o are a distribuição de temperatura ao longo do tempo do conjunto laje/viga. Observou-se diferentes comportamentos da temperatura no concreto com alteração da condutividade térmica, os quais condizem com a ordem de grandeza das referidas propriedades, além de uma baixa influência na temperatura do concreto entre os modelos de turbulência utilizados nesse trabalho. |
| Abstract: | This work aims to analyze the heat transfer in concrete structures. It is estimated thataround R$ 750M is lost annually due to fires involving concrete structures in Brazil.The main goal of the present work is perform the simulation of a fire in a parking lot, inorder to obtain the temperature over the time of the concrete. The convective-diffusiveheat transfer problem is solved through the discretization of the governing differentialequations through the finite volume method, where the linear systems generated by thediscretization are solved using non-stationary and preconditioned iterative techniques.Two-dimensional and three-dimensional simulations were performed, variating betweendifferent values of concrete thermal conductivity and also performing simulations withk−εandLESturbulence models. Two beam types were numerically simulated, a steelprofile and a concrete rectangular profile. The steel beam case was used to comparethe values of the interest properties and verify the numerical configuration neglectedin the present work. While the case of the concrete beam represents a situation closeto what is actually seen in practice. The results obtained in the present work basicallyconsist of the property fields related to the solution domain subject to the localizedfire, that is, the scalar fields (density, pressure, temperature) and vector (speed) forthe air and the temperature distribution at over the time of the slab/beam assembly.Different behaviors of temperature were observed in the concrete with changes in thethermal conductivity, which are consistent with the order of magnitude of the properties,in addition to a low influence on the temperature of the concrete among the turbulencemodels used in this work. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23606 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil |
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