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Contribuição ao estudo do CLT – Cross-Laminated Timber – em elevadas temperaturas via simulação computacional

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Autor Ribeiro, Lívia Maria Palácio;
Lattes do autor http://lattes.cnpq.br/9946358544980231;
Orientador Tutikian, Bernardo Fonseca;
Lattes do orientador http://lattes.cnpq.br/9916860252080305;
Co-orientador Pacheco, Fernanda;
Lattes do co-orientador http://lattes.cnpq.br/1290352347466444;
Instituição Universidade do Vale do Rio dos Sinos;
Sigla da instituição Unisinos;
País da instituição Brasil;
Instituto/Departamento Escola Politécnica;
Idioma pt_BR;
Título Contribuição ao estudo do CLT – Cross-Laminated Timber – em elevadas temperaturas via simulação computacional;
Resumo O Cross-Laminated Timber (CLT) é um produto contemporâneo na construção civil e por isso tem tido uma grande evolução quanto à sua aplicabilidade construtiva no Brasil e no mundo. Apesar de ser um produto proveniente de um material combustível, têm surgido muitos estudos referentes ao uso do CLT, e um dos principais aspectos está em seu desempenho em situação de incêndio, que pode comprometer a estrutura. Por meio de simulações computacionais utilizando o software Ansys foram realizadas análises termomecânicas em painéis CLT, tipo pisopiso, ligados por parafuso de embeber, variando a espessura em 3, 5 e 7 camadas de lamelas, sendo denominados de painéis P1, P2 e P3. Para tanto, averiguou-se o comportamento dos painéis em situação de incêndio, impondo a eles patamares de temperatura entre 200ºC, 400ºC, 600ºC, 800ºC, 1000ºC e 1200ºC, em um tempo máximo de exposição ao fogo de 60 minutos, com o objetivo de verificar o efeito das transferências de calor na madeira e nas ligações bem como seus comportamentos mecânicos. Como resultados, à medida que a aumentava-se a temperatura os painéis de madeira demonstraram uma progressiva linear quanto à transferência de calor no interior da peça ao atingir o tempo máximo de 60 minutos, sendo que todos os modelos ultrapassaram o ponto de carbonização ao atingir o patamar de T400ºC no instante 45min. Todavia, para a análise térmica a quantidade de camadas inibiu a transferência de calor nos parafusos, sendo que apenas painel P1 obteve um valor expressivo de 162,27ºC de máxima temperatura em relação aos painéis P2 e P3, com 5 e 7 camadas. Quanto aos deslocamentos observou-se que os painéis de madeira tiveram pequenas deflexões, sendo que o painel P1 deslocou 6,3% a mais em relação ao painel P2, e 8,2% a mais em relação ao painel P3. E as deslocabilidades dos parafusos também foram pequenas, muito em virtude da condição de apoio aplicada, chegando a um máximo de d = 5,28x10-3 mm para o painel P3. Dessa forma as investigações realizadas indicaram que à medida que se aumenta a espessura das lamelas nos painéis os elementos tende a adquirir melhores resultados termomecânicos.;
Abstract Cross-Laminated Timber (CLT) is a contemporary product in civil construction, and therefore has undergone great evolution in terms of its constructive applicability in Brazil and around the world. Despite being a product made from a combustible material, many studies regarding the use of CLT have emerged, and one of the main aspects is its performance in a fire situation, which can compromise a structure. Through computer simulations, using the Ansys software, thermomechanical analyzes were carried out on CLT panels, floor-to-floor type, joined by countersunk screws, varying the thickness in 3, 5 and 7 layers of lamellas, called panels P1, P2 and P3. To this end, the behavior of the panels in a fire situation was investigated, imposing temperature levels between 200ºC, 400ºC, 600ºC, 800ºC, 1000ºC and 1200ºC, with a maximum exposure time to fire of 60 minutes, with the objective of check the effect of heat transfer on the wood and connections as well as their mechanical behavior. As a result, as the temperature of the wooden panels increased, it was progressively linear in terms of heat transfer within the piece, reaching a maximum time of 60 minutes, with all models exceeding the carbonization point when reaching the level of T400ºC at 45min. However, for thermal analysis, the number of layers inhibited heat transfer in the screws, with only panel P1 obtaining a significant value of 162.27ºC maximum temperature in relation to panels P2 and P3, with 5 and 7 layers. As for the glued displacements, the wooden panels had small deflections, with panel P1 moving 6.3% more in relation to panel P2, and 8.2% more in relation to panel P3. And the displacement of the screws was also small, largely due to the applied support condition, reaching a maximum of d = 5.28x10-3 mm for panel P3. Thus, the investigations carried out indicated that as the thickness of the lamellas in the panels increases, the elements tend to acquire better thermomechanical results.;
Palavras-chave Estruturas de madeira; Cross-Laminated Timber; Método dos elementos finitos; Ligações; Situação de incêndio; Wooden structures; Finite element method; Connections; Fire situation;
Área(s) do conhecimento ACCNPQ::Engenharias::Engenharia Civil;
Tipo Tese;
Data de defesa 2023-11-30;
Agência de fomento Nenhuma;
Direitos de acesso openAccess;
URI http://repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/12998;
Programa Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil;


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