Estabilidade de vigas alveolares em situação de incêndio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Barboza, Gabriel de Freitas
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/28196
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
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spelling Estabilidade de vigas alveolares em situação de incêndioVigas alveolaresMecanismo de vierendeelResistência em temperaturas elevadasModelagem numéricaDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaMestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do ParanáVigas alveolares são caracterizadas por furações no montante de alma, com isso, é possível utilizar as furações para passagem de dutos e tubulações, ainda, esse tipo de viga conta com um aumento de resistência à flexão, ao comparar-lá com a viga sólida de origem. Contudo, a descontinuidade no montante de alma modifica os modos de instabilidade e resistência da seção transversal da viga. Sendo assim, o presente trabalho realiza uma análise numérica em vigas alveolares, afim de entender o comportamento da seção transversal e modos de instabilidade, principalmente, o mecanismo de Vierendeel em vigas 6m de comprimento, variando o diâmetro do furo, altura da seção transversal e o espaçamento entre as furações, ainda, avalia-se o efeito de dois tipos de carregamento, distribuído e pontual, bem como, a influência da temperatura na resistência da viga alveolar, para tal, são analisadas vigas com temperaturas de 400 C e 700 C. São realizadas 810 análises numéricas utilizando o software Ansys Workbench, contabilizando imperfeições geométricas, de material e tensões residuais, os resultados foram comparados com as metodologias de verificação de segurança ao mecanismo de Vierendeel, descritas no Eurocode 3 [1] e por Panedpojaman, Thepchatri e Limkatanyu [2]. Desse modo, avaliou-se que as verificações de segurança conseguem prever o comportamento do modo de instabilidade com maior precisão à medida em que o Tê diminui, porém, o Eurocode 3 [1] apresenta um comportamento mais conservativo para esses casos. Para grandes Tês as metodologias não garantem segurança às amostras estudadas, além de vigas que apresentam interação entre o mecanismo de Vierendeel e encurvadura do montante da alma, assim, colapsando dentro da área de segurança. Constatou-se que o mecanismo de Vierendeel é mais sensível ao esforço de corte, com isso, vigas sob carregamento distribuído apresentaram instabilidade nos furos mais próximos ao apoio, já o carregamento pontual o colapso se deu nos furos adjacentes ao ponto de aplicação da carga. Temperaturas elevadas não alteraram os modos de colapso das vigas estudadas, porém, as equações de segurança ao mecanismo de Vierendeel tiveram os seus desempenhos reduzidos, especialmente, para temperaturas de 400 C.Cellular beams are known for their web openings, which are used for passing pipes and tubes through them, also, it has a higher flexure resistance compared to the original solid beam. However, the presence of openings in the web changes its collapse modes. Thus, the present work aims the understanding the changes in the collapse modes due to geometric parameters and load type, especially, the Vierendeel mechanism in 6 meters long beams, varying its diameter, heights and spacing between openings, under a distributed and concentrated load, in addition, evaluating high-temperature effects, in this way, studying beams at 400 C and 700 C. Total of 810 numerical models were developed on Ansys Workbench, accounting material and geometrical imperfections, also, residual stress. Results from numerical analysis are compared to analytical methods for predicting collapse due to the Vierendeel mechanism, described on Eurocode 3 [1] and Panedpojaman e Thepchatri [3]. Therefore, both methods can predict beam‘s collapse due to the Vierendeel mechanism for small Tes, however, it begins losing performance as big as the Te gets and when there is an interaction between web-post buckling and Vierendeel mechanism, consequently, collapsing inside the safety area of both methodologies. Vierendeel mechanism is more present under high shear load, hence, beams under a distributed load present instability at the openings close to the support, although, beams carrying a concentrated load present collapse at opening close to the load point due to the high moment. High temperatures do not change the failure mode, however, both methods experience a decrease in their performance under high temperatures, especially, at 400 C.Mesquita, L.M.R.Santos, Rodrigo VillacaBiblioteca Digital do IPBBarboza, Gabriel de Freitas2023-04-19T10:13:32Z20232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/28196TID:203274490porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T11:01:58Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/28196Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:18:17.661456Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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