Análise da resistência ao fogo de pórticos em aço pelo método dos elementos finitos

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Autor(es): dc.contributorBezerra, Luciano Mendes-
Autor(es): dc.contributorRocha, Jorge Douglas Bonilla-
Autor(es): dc.contributorlucianovieira.lv@outlook.com-
Autor(es): dc.creatorVieira, Luciano Lins-
Data de aceite: dc.date.accessioned2021-10-14T17:30:08Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2021-10-14T17:30:08Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-05-26-
Data de envio: dc.date.issued2020-05-26-
Data de envio: dc.date.issued2020-05-26-
Data de envio: dc.date.issued2019-09-09-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://repositorio.unb.br/handle/10482/37869-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/609435-
Descrição: dc.descriptionDissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2019.-
Descrição: dc.descriptionO incêndio se constitui como uma ação altamente nociva às condições de estabilidade estrutural de edificações. Na esfera das estruturas metálicas, os efeitos térmicos podem ser refletidos na degradação das propriedades mecânicas e potencializados pelos gradientes de temperatura, fluxo de calor, contato dos perfis com as línguas de fogo, interações estruturais, etc. Nesse contexto, é indispensável conhecer a performance do esqueleto estrutural em situação de incêndio, tanto para mitigar os danos localizados como para evitar o, eventual, colapso da estrutura. O presente trabalho tem por objetivo estudar o comportamento conjunto de elementos estruturais em situação de incêndio através da análise numérica de pórticos em aço sob elevadíssimas temperaturas. Dois modelos foram desenvolvidos: o primeiro retrata o fenômeno da transferência de calor e o segundo a simulação termomecânica, onde este último foi, devidamente, calibrado com resultados experimentais. O step Dynamic Implicit do ABAQUS/Standard foi selecionado para conduzir a simulação termoestrutural. A capacidade do algoritmo frente as altíssimas não linearidades dos materiais e geométricas foi testada. Para avaliar a resistência termomecânica dos pórticos um extensivo estudo paramétrico foi realizado. Estudou-se a influência da tensão de escoamento, da taxa de carregamento mecânico, da localização do incêndio, dos modelos de curvas de tensão versus deformação e, por fim, o uso de expressões analíticas para substituir a modelagem do heat transfer. A boa aderência entre as curvas numéricas e experimentais indica que a metodologia empregada é capaz de prever a temperatura crítica de um sistema estrutural dado a deflagração de um incêndio. Entretanto, como limitação, não permite identificar os mecanismos de ruptura provocados pela carga térmica.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).-
Descrição: dc.descriptionFire is a highly damaging action that can cause structural instability of buildings. In steel structures, the degradation of the mechanical properties of steel depends upon temperature gradients, heat flux, contact of the steel sections with fire flames, structural interactions, among others. It is essential to know the performance of structural steel frames under fire to mitigate and prevent the eventual collapse of steel frames. The present work aims to study the behavior of steel structures under fire using Finite Elements Analyses. Two Finite Element models were developed: one for the heat transfer analyses and the other for thermomechanical investigations. The thermomechanical analyses were properly calibrated in front of experimental results available in the literature. The software ABAQUS/Standard, throughout the dynamic implicit algorithm, was applied to acknowledge the instability behavior of the steel frame under fire. The ability of the software using the implicit approach was tested for the very high nonlinearities of the materials and geometries of the models. To evaluate the thermomechanical resistance of the steel frame an intensive parametric study was developed. The influence of yield stress, mechanical loading ratio, fire location, stress-strain curves, and the use of analytical expressions to simplify the heat transfer modeling were also studied. The good adherence between numerical and experimental curves indicates that the methodology employed in this research is able to predict the critical temperature of structural systems under fire. However, as a limitation, the employed methodology does not allow the identification of the rupture mechanisms due to thermal loads.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Direitos: dc.rightsAcesso Aberto-
Direitos: dc.rightsA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.-
Palavras-chave: dc.subjectEstruturas metálicas-
Palavras-chave: dc.subjectIncêndios-
Palavras-chave: dc.subjectMétodo dinâmico implícito-
Palavras-chave: dc.subjectEdifícios - incêndios-
Palavras-chave: dc.subjectFator de massividade-
Palavras-chave: dc.subjectEstabilidade estrutural-
Título: dc.titleAnálise da resistência ao fogo de pórticos em aço pelo método dos elementos finitos-
Título: dc.titleResistance analysis of steel frames under fire using the finite element method-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
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