Numerical analysis of reinforced concrete flat slabs under fire condition

The flat plate-column connection is a critical region in RC structures because of the possible punching shear failure due to brittleness, which is intensified due to fire. Many studies have been carried out on flat plate-column connections in normal conditions. However, only a handful of experimental works have examined this region's behavior under high-temperature conditions. Fire Safety of a building has been an important part as it deals with the protection of the structure and the life inside it. The objective of this thesis is to analyse an RC structural member, a flat slab, and try to understand the behaviour of it under fire by developing a numerical model for concrete flat slab and performing analysis simulating the fire load and the service load and try to validate the results from numerical analysis with the experimental results. For analysis FEM code ABAQUS is used and for experimental results, well-known tests are used. In the test report, 14 specimens with different characteristics were tested. In this Thesis work, out of 14 first two models are analysed. The result from the numerical model such as temperature at a different instance of time, displacement, and failure load is compared with the results of the tests.

La connessione piastra-pilastro è una regione critica nelle strutture in calcestruzzo armato a causa della possibile rottura fragile per punzonamento, che può divenire un fattore decisivo in presenza di incendio. Numerosi studi sono stati effettuati sulle connessioni piastra-pilastro in condizioni ordinarie. Tuttavia, solo una manciata di lavori sperimentali ha esaminato il comportamento di questa regione in condizioni di alta temperatura. La sicurezza antincendio di un edificio è una parte importante del dimensionamento e della verifica in quanto si occupa della protezione della struttura e della salvaguardia della vita umana. L'obiettivo di questa tesi è analizzare un elemento strutturale in calcestruzzo armato, costituito da una piastra piana, e cercare di comprenderne il comportamento sotto incendio sviluppando un modello numerico tramite elementi 3D in calcestruzzo ed eseguendo analisi simulando il carico d'incendio e il carico di servizio, confrontando i risultati dell'analisi numerica con i risultati sperimentali. Per l'analisi è stato utilizzato il codice FEM ABAQUS mentre per i risultati sperimentali si è fatto riferimento a campagne sperimentali documentate in letteratura. Nel documento considerato sono stati assoggettati a prova 14 provini con caratteristiche diverse. In questo lavoro di tesi, su 14 provini vengono analizzati i primi due. I risultati del modello numerico come la temperatura a diverse durate di incendio, lo spostamento e il carico di rottura viene confrontato con i risultati delle prove.