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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2018.tde-03102018-144124
Document
Author
Full name
Jorge Saul Suaznabar Velarde
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Silva, Valdir Pignatta e (President)
Tutikian, Bernardo Fonseca
Costa, Carla Neves
França, Ricardo Leopoldo e Silva
Rodrigues, João Paulo Correia
Title in Portuguese
Análise dos efeitos das interações entre pilares e vigas de estruturas de concreto armado em situação de incêndio.
Keywords in Portuguese
Comportamento estrutural global
Estruturas de concreto armado
Incêndio
Pilar
Restrições às deformações
Abstract in Portuguese
Esta tese de doutorado estuda os pilares de pórtico de concreto armado submetidos à flexão composta oblíqua em situação de incêndio, levando em conta sua interação com o resto da estrutura. Nas análises, são considerados os fenômenos da não linearidade geométrica, a fissuração do concreto, a não linearidade física do material, a variação das propriedades mecânicas do concreto e do aço em função à temperatura, por exemplo, a diminuição da resistência, e do módulo de elasticidade, e a variação do diagrama tensão - deformação do concreto e do aço. Além disso, é considerada a variação das propriedades térmicas dos materiais concreto e aço, como calor específico, condutividade térmica e dilatação térmica. Inicialmente, são realizadas análises na seção transversal de pilares de concreto armado em situação de incêndio, submetidos à flexão composta obliqua, utilizando um código ou programa desenvolvido pelo autor desta tese. Nessas análises são consideradas a não linearidade física do material e a variação das propriedades mecânicas e térmicas do concreto e do aço. São analisados pilares em diversas situações, com foco nas tensões, deformações e os efeitos decorrentes às suas restrições. Posteriormente, são realizadas análises termomecânicas ou termestruturais de pórticos bidimensionais e tridimensionais de concreto armado utilizando o programa DIANA Displacement Analyzer. Nessas análises são consideradas a não linearidade geométrica, a não linearidade física do material e a variação das propriedades mecânicas e térmicas do concreto e do aço. É realizado um estudo detalhado com ênfase nos efeitos das restrições axiais e rotacionais às deformações térmicas, avaliando suas consequências na capacidade resistente e no comportamento dos pilares de concreto armado em situação de incêndio. São analisadas diversas estruturas considerando incêndios localizados em compartimentos delas e são avaliados os esforços decorrentes da interação entre os pilares e o resto da estrutura. Finalmente, dos resultados obtidos nas análises realizadas no DIANA Displacement Analyzer, são calculados os valores das forças solicitantes, forças resistentes e são apresentadas algumas relações importantes entre elas.
Title in English
Analysis of the effects of interactions between columns and beams of reinforced concrete structures in fire situation.
Keywords in English
Column
Fire
Global structural behavior
Reinforced concrete
Restrains
Abstract in English
This doctoral thesis studies columns in reinforced concrete frames in fire situation subjected to combined axial and flexural loads, considering their interaction with the structure. In the analyzes, geometric non-linearity, material non-linearity, concrete cracking, and mechanical properties of concrete and steel, are considered varying with temperature, e.g. strength and young's module loss and the stress-strain curves. In addition, variations of the thermal properties are considered, e.g. specific heat, thermal conductivity, and thermal elongation. Initially, cross-sectional analysis of reinforced concrete columns in fire situation, submitted to combined axial and flexural loading are performed. The performance is done, using a code or program developed by the author of this thesis. In these analyzes the physical non-linearity of the material and the variation of the mechanical and thermal properties of the concrete and the steel are considered. Columns are analyzed in different situations, with focus on stresses, strains and the effects of the restrains. Subsequently, thermomechanical analyzes of two-dimensional and three-dimensional reinforced concrete frames are performed using the DIANA Displacement Analyzer program. In these analyzes the geometric non-linearity, the physical non-linearity of the material and the variation of the mechanical and thermal properties of the concrete and steel are considered. A detailed study is conducted with emphasis on the effects of axial and rotational restraints, evaluating its consequences on the resistance and the behavior of the reinforced concrete columns in fire situation. Several structures are analyzed considering fires located in compartments of them and are evaluated the forces resulting from the interaction between the columns and the rest of the structure. Finally, from the results obtained in the analyzes carried out in DIANA Displacement Analyzer, the values of the loading forces, resistant forces, and some important relations between them are calculated.
 
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Publishing Date
2018-10-08
 
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