Encurvadura global de vigas alveolares em situação de incêndio

• Autor(a) principal: Costa, Daniel Braz
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/22984
• topic: Vigas alveolares; Instabilidade global e locaL; Temperaturas elevadas; Método dos elementos finitos; Eurocódigo 3; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

As vigas alveolares são vigas metálicas que possuem aberturas no seu montante da alma. Usualmente, estas vigas são fabricadas a partir de vigas laminadas a quente de secção I, nas quais é feito um corte com um certo padrão ao longo do montante da alma, desta forma são obtidas duas secções Tê e posteriormente estas duas secções são deslocadas e soldadas para formar uma viga alveolar. Investigou-se o comportamento resistente das vigas alveolares pelos métodos de elementos finitos através do software ANSYS. Foi escolhida uma viga de perfil IPE 220 de aço S355 como viga paternal e foram investigadas vigas alveolares de diferentes comprimentos e com diferentes parâmetros geométricos, tais como, a altura final da secção transversal, o diâmetro das aberturas e os espaçamentos entre aberturas, fornecidos pelo catálogo da ArcelorMittal. Foram realizadas um total de 356 simulações, nas quais todas foram realizadas com um carregamento uniformemente distribuído aplicado no banzo superior, a carga foi aumentada de forma incremental até ao momento que a viga sofresse de um colapso. Foram realizadas simulações à temperatura ambiente 20 [°C] e a temperaturas elevadas de 500, 600 e 700 [°C]. No modelo foram implementadas as imperfeições geométricas e materiais de acordo com literaturas. Teve-se como objetivo principal verificar os momentos resistentes à encurvadura lateral torsional e comparar com os resultados obtidos através Eurocódigo 3 parte 1-2 sendo necessário recorrer ao Eurocódigo 3 parte 1-1, também foi feita a comparação entre os resultados numéricos e os resultados obtidos através da proposta de Vila Real. Foram analisados os modos de colapso ocorrentes das vigas alveolares, visto que estas podem sofrer de uma instabilidade global ou local. De forma suplementar fizeram-se simulações de vigas sólidas, estando estas sujeitas às mesmas condições que as das vigas alveolares. Para as vigas alveolares conclui-se que existe divergência entre os resultados obtidos de forma numérica e os resultados obtidos pela norma. Quando os resultados são comparados em relação à sua esbelteza verifica-se uma maior concordância entre os resultados dos momentos resistentes. Notou-se também que o modo de colapso para as vigas mais curtas dá-se pelo mecanismo de Vierendeel sendo que com o aumento do comprimento passamos a verificar a encurvadura lateral torsional. Para as vigas sólidas verifica-se concordância entre os resultados numéricos e os resultados analíticos.