Análise experimental de vigas de aço e mistas de aço e concreto parcialmente revestidas em situação de incêndio

Abstract

Paulo, como parte dos quesitos necessários para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil (Estruturas). Orientador: Prof. Dr. Jorge Munaiar Neto SÃO CARLOS RESUMO FELÍCIO, V.D. Análise experimental de vigas de aço e mistas de aço e concreto parcialmente revestidas em situação de incêndio. 2018. 148 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil (Estruturas)) -Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2018. Sistemas mistos de aço e concreto são aqueles em que o elemento de aço trabalha estruturalmente em conjunto com o concreto. Essa associação dos materiais resulta numa melhor utilização de ambos os materiais tanto quanto à capacidade resistente, quanto em caráter construtivo, funcional e estético. O presente trabalho tem como finalidade a análise de vigas de aço e mistas de aço e concreto parcialmente revestidas em situação de incêndio.Esse estudo tem grande importância tendo em vista os incidentes com altas temperaturas em edificações ocorridos ao longo dos anos. O aumento de temperatura nas estruturas é um efeito nocivo, pois prejudica a rigidez e a resistência dos materiais, podendo levar estruturas ao colapso. As análises das vigas mistas aço e concreto parcialmente revestidas em situação de incêndio foram feitas através de análises experimentais que foram realizadas no forno horizontal à gás do Laboratório de Engenharia de Estruturas da EESC/USP. Foram realizados ensaios de flexão em pontos em altas temperaturas e a variável nos ensaios foi o fator de carga aplicado no meio do vão das vigas. Foi possível comparar o comportamento das vigas metálica e mistas, bem como as temperaturas em vários pontos ao longo do elemento por meio de termopares colocados em pontos estratégicos. Transdutores de deslocamento também foram usados para saber o valor de deslocamento nos apoios e no meio do vão das vigas. Uma análise térmica bidimensional através do ABAQUS também foi feita para comparação de resultados. Conclui-se que para uma mesma carga aplicada os deslocamentos foram mais expressivos nos ensaios das vigas em situação de incêndio se comparados aos valores obtidos nos ensaios à temperatura ambiente, observou-se o efeito benéfico do revestimento de concreto ao perfil metálico, responsável por um ganho expressivo de resistência ao fogo quando comparado aos elementos puramente metálicos e por fim obteve-se boa concordância entre as temperaturas encontradas por modelagem numérica através do ABAQUS e dos ensaios experimentais realizados. Palavras-chave: Vigas de aço. Vigas mistas de aço e concreto. Incêndio. Análise experimental. ABSTRACT FELÍCIO, V.D. Experimental analysis partially encased composite steel-concrete beams in fire. 2018. 148 p. Dissertation (M. Sc. in Civil Engineering (Structures)) -School of Engineering of São Carlos, University of São Paulo, São Carlos, 2018.Composite steel and concrete systems are those in which the steel element works structurally in conjunction with the concrete. This association of the materials results in a better use of both materials as much...

Análise do comportamento à flexão de vigas de aço parcialmente revestidas com concreto produzido a partir do uso de agregados reciclados em situação de incêndio

“…O primeiro passo da etapa de preparação dos corpos de prova consistiu na definição dos componentes de sua seção transversal, ou seja, tipo de perfil de aço, a quantidade de armaduras longitudinais e transversais bem como seus respectivos espaçamentos. O perfil de aço escolhido foi do tipo I, W 250 x 32,7, ilustrado na Figura 5.2a, pois corresponde ao mesmo elemento utilizado nos ensaios experimentais apresentados em Felício (2018) Fonte: Próprio autor.…”

“…Em alguns casos, o gradiente térmico entre os pontos mais e menos aquecidos foi superior a 400ºC, devido à exposição direta da mesa inferior do perfil de aço ao fogo. Felício (2018) ensaiou uma viga metálica em situação de incêndio com o mesmo perfil de aço empregado nas vigas mistas desta tese. A duração do experimento foi de somente 7 minutos, em resposta a uma rotação excessiva dos apoios.…”

“…Por fim, ao comparar os resultados dessas VMPR com a viga puramente de aço ensaiada em Felício (2018), observa-se que o deslocamento central dos quatro elementos apresentados nesta tese, aos 35 min, foi inferior ao encontrado pela autora em seu ensaio que durou 7 min.…”