Análisis Térmico de Bloques de Concreto y Prismas de Unión en Apilamiento bajo Diferentes Condiciones de Frontera
Autores: Nalon, Gustavo Henrique; Ribeiro, José Carlos Lopes; Pedroti, Leonardo Gonçalves; da Silva, Roberto Marcio; de Araújo, Eduardo Nery Duarte
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 15
Citaciones: Sin citaciones
El fuego es una amenaza significativa para la vida humana y la integridad de los edificios. Para comprender mejor el comportamiento complejo de la mampostería expuesta a altas temperaturas, se realizaron análisis térmicos para evaluar la distribución de temperatura en bloques de concreto y prismas de unión apilada expuestos a niveles altos de temperatura. Se investigaron los efectos de distintas condiciones de contorno de los especímenes (acceso restringido o fácil a la circulación de aire dentro de los vacíos de los bloques y prismas) en la respuesta térmica de los materiales de mampostería. Se utilizó el software Thersys 2.0 para implementar un análisis térmico tridimensional de distintos modelos de elementos finitos. Se utilizaron elementos tetraédricos de cuatro nodos y una integración completa en todos los modelos. El enfoque de modelado fue validado por datos experimentales obtenidos de termopares incrustados en componentes de mampostería. Los resultados indicaron que las condiciones de contorno afectaron significativamente el tiempo requerido para la homogeneización de la temperatura en bloques y prismas. El fácil acceso a la circulación de aire dentro de los vacíos de los prismas proporcionó una homogeneización de temperatura más rápida. En este escenario, el prisma alcanzó rangos de temperatura de (300 +/- 0.5% x 300) grados C y (600 +/- 0.5% x 600) grados C después de tiempos de exposición de 2 h y 2 h 10 min, respectivamente. Cuando el acceso a la circulación de aire dentro de los vacíos de los prismas fue limitado, se lograron los mismos rangos de temperatura después de tiempos de exposición de 5 h 20 min y 6 h, respectivamente.
Descripción
El fuego es una amenaza significativa para la vida humana y la integridad de los edificios. Para comprender mejor el comportamiento complejo de la mampostería expuesta a altas temperaturas, se realizaron análisis térmicos para evaluar la distribución de temperatura en bloques de concreto y prismas de unión apilada expuestos a niveles altos de temperatura. Se investigaron los efectos de distintas condiciones de contorno de los especímenes (acceso restringido o fácil a la circulación de aire dentro de los vacíos de los bloques y prismas) en la respuesta térmica de los materiales de mampostería. Se utilizó el software Thersys 2.0 para implementar un análisis térmico tridimensional de distintos modelos de elementos finitos. Se utilizaron elementos tetraédricos de cuatro nodos y una integración completa en todos los modelos. El enfoque de modelado fue validado por datos experimentales obtenidos de termopares incrustados en componentes de mampostería. Los resultados indicaron que las condiciones de contorno afectaron significativamente el tiempo requerido para la homogeneización de la temperatura en bloques y prismas. El fácil acceso a la circulación de aire dentro de los vacíos de los prismas proporcionó una homogeneización de temperatura más rápida. En este escenario, el prisma alcanzó rangos de temperatura de (300 +/- 0.5% x 300) grados C y (600 +/- 0.5% x 600) grados C después de tiempos de exposición de 2 h y 2 h 10 min, respectivamente. Cuando el acceso a la circulación de aire dentro de los vacíos de los prismas fue limitado, se lograron los mismos rangos de temperatura después de tiempos de exposición de 5 h 20 min y 6 h, respectivamente.