Author(s): Brahim, Lamri
Date: 2016
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10198/13596
Origin: Biblioteca Digital do IPB
Subject(s): Tinta intumescente; Resistência ao fogo; Proteção ao fogo; Vigas alveolares; Testes experimentais; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Civil
As vigas alveolares são vigas de aço estruturais que são mais profundas do que as secções laminadas convencionais com furos localizados na alma. Como o modo de colapso por encurvadura local da alma pode ocorrer antes da secção atingir a temperatura limite, normalmente é necessário um aumento do material de proteção dos elementos com aberturas na alma em comparação com as secções sólidas equivalentes. Verificando-se que a temperatura do aço da alma entre as furações é superior à temperatura das vigas sólidas motivou a realização de ensaios experimentais ao fogo. Estes ensaios foram maioritariamente realizados pelos fabricantes de tintas intumescentes devido à necessidade de fornecerem as suas próprias tabelas de espessuras, e os resultados mantidos confidenciais. A espessura de tinta intumescente requerida para fornecer a capacidade de resistência ao fogo definida regulamentarmente de uma viga alveolar depende da espessura da alma, das dimensões e forma das furações, da largura da alma entre furações (web post), do grau de utilização da seção e da eficiência de proteção da tinta intumescente. A avaliação de desempenho das tintas intumescentes aplicadas a vigas alveolares requer uma análise elementar da temperatura, da alma e dos banzos, considerando os resultados dos testes em vigas sólidas segundo a EN 13381-8. Estes resultados definem uma linha base que é complementada com os resultados de testes de resistência ao fogo de vigas alveolares, segundo a EN 13381-9, que permitem a avaliação de desempenho em função da largura da alma entre furações (web posts) e o fator de massividade da secção. Este trabalho apresenta uma investigação relativa ao comportamento de vigas alveolares em condições de incêndio com e sem materiais de proteção ao fogo. São analisadas vigas com diferentes geométricas ao nível do diâmetro da furação espassamento da furação e da espessura do material de proteção ao fogo. Estes ensaios de resistência ao fogo são ainda comparados ao nível da evolução da temperaura do aço com os resultados provenientes de vigas sólidas de perfis laminados com e sem proteção ao fogo. Os resultados experimentais da evolução da temperatura permite a análise da eficiência da tinta intumescente na proteção ao fogo de vigas alveolares em comparação com as vigas alveolares sem proteção e com as vigas sólidas.
Cellular beams are structural steel beams that are deeper than normal rolled sections and have holes cut into their webs. As the web post failure may occur before the section reaches the limiting temperature usually an increase in the fire protection may be required for members with web openings in comparison to its equivalent solid section. The questions raised about the temperature of the web post being higher than a similar solid beam motivated the need of further experimental fire tests. These were mainly conducted by the coatings manufactures due to their needs to supply their own loading tables, and its results were kept confidential. It is recognised that the intumescent fire protection thickness required to provide a given fire resistance to a cellular beam depends on its web thickness, the hole shape and dimensions, the width of the web post, the degree of the beam asymmetry and the structural utilisation factor, as well as the protection efficiency of the intumescent coating.The assessment method of cellular beams protected with intumescent coatings needs a multi-temperature analysis (MTA) of the coating assessment on solid beams, for each fire protection period, performed accordingly to EN 13381-8. The solid beam assessment provides a DFT baseline against which a suitable enhancement for cellular beams is added. Each fire test is carried out using five cellular beam sections, which enables a range of web post widths and section factors to be evaluated, instrumented with thermocouples around the holes, web post and bottom flange, as standardized in EN 13381-9. The present study aims to investigate the behaviour of cellular beams under fire conditions when considering unprotected and intumescent protected cellular steel beam. Experimental tests are conducted in IPB furnace in both cases with and without protection where about temperature profiles are produced and analysed. The behaviour of the intumescent fire protection with different properties and thickness is monitored in the furnace tests and conclusions are made. The experimental temperature results show intumescent coating efficiency when applied to solid beams and also for cellular beams, resulting from its application an increase fire the resistance time in both cases.
