Análise numérica de pilares mistos de aço e concreto isolados e inseridos em paredes em situação de incêndio

• Autor(a) principal: Rossi, Mariana Lavagnolli
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-26112019-122737/
• topic: Fire; Fire resistance; Incêndio; Modelagem Numérica; Numerical Modeling; Paredes; Pilares misto de aço e concreto parcialmente revestidos; Resistência ao fogo; Steel and concrete composite columns partially encased; Walls

A combinação de perfis de aço e concreto, simples ou armado, em elementos estruturais procura associar as vantagens que cada um dos materiais pode oferecer, tanto em termos de capacidade portante, quanto em termos construtivos. Quando submetidos à ação do fogo os elementos estruturais têm suas propriedades mecânicas, ao exemplo da resistência e da rigidez, reduzidas. Atualmente, os códigos normativos já contemplam a ação do fogo no dimensionamento de pilares mistos parcialmente revestidos, mas os considera somente isolados, com aquecimento em suas quatro faces e sem interação dos mesmos com a estrutura circundante. Nesse contexto, a presente pesquisa se insere no âmbito da investigação de propostas numéricas, com o auxílio do código computacional ABAQUS, voltadas aos pilares mistos de aço e concreto parcialmente revestidos, isolados e inseridos em paredes, com a consideração de restrições térmicas nas extremidades, e submetidos à ação do fogo. As análises em contexto térmico constataram redução da temperatura do pilar quando revestidos com concreto, devido às propriedades térmicas deste material. Nas análises em contexto termoestrutural, verificou-se que, ao considerar a parede no comportamento termoestrutural dos pilares mistos a partir da inserção de molas axiais na direção axial das paredes, os resultados numéricos tornaram-se mais próximos de resultados experimentais de referência. Adicionalmente, foi possível verificar que a contribuição da parede no comportamento termoestrutural dos pilares mistos é menor quando comparado com os pilares de aço em relação a rigidez do sistema quando em situação de incêndio. Além disso, análises a respeito da influência do fator de carga e do nível de restrição rotacional e axial na resistência ao fogo também foram realizadas. O nível de carregamento, quando aumentado, influenciou negativamente todos os pilares desta pesquisa. Sobre a rigidez rotacional, ela pouco influenciou a resistência ao fogo na maior parte dos casos e, quando influenciava, observa-se resultado benéfico. Em relação à elevação da restrição axial, essa afetou o tempo crítico dos pilares mistos para a maior parte dos casos analisados.