Publicação
Estudo numérico da estabilidade de vigas alveolares em situação de incêndio
| Resumo: | A viga alveolar é um tipo de viga metálica que é usualmente originária de vigas de seção-I laminada a quente, onde é cortada a alma com uma linha padrão para se obterem, após o deslocamento e a soldadura, aberturas com geometrias diversas. Estuda-se o comportamento termomecânico das viga alveolares para diferentes geometrias, variando o diâmetro de furo, o espaçamento entre furos e a altura final do perfil, considerando quatro temperaturas de referência: 20, 500, 600 e 700 [°C]. Tem-se como objetivo avaliar a influência dos parâmetros geométricos na resistência das vigas, a carga de colapso para diferentes temperaturas, identificar os modos de instabilidade mais ocorrentes, analisando especialmente a encurvadura lateral torsional e encurvadura do montante da alma, e averiguar qual o efeito das tensões residuais no momento de colapso. A investigação foi feita pelo método de elementos finitos, utilizando o software ANSYS. Foram realizadas um total de 201 simulações, com um modelo numérico para as vigas sólidas e alveolares com o elemento finito de casca SHELL181. Os resultados obtidos são comparados com o que é proposto pelos métodos simplificados do Eurocódigo 3 parte 1-1, Eurocódigo 3 parte 1-2 e do guia SCI-P355. São estudadas vigas simplesmente apoiadas com apoios de forquilha em suas extremidades, em condições de temperatura constante com uma carga uniformemente distribuída sobre o banzo. As análises numéricas são baseadas em modelos não lineares de geometria e material, considerando imperfeições geométricas baseadas no primeiro modo de instabilidade e, no caso de vigas curtas, na força de perturbação através de uma carga lateral no centro da viga. São ainda considerados diferentes perfis de tensões residuais e analisada a influência destas na resistência das vigas alveolares. Conclui-se que os modos de colapso das vigas alveolares estão mais relacionados ao comprimento da viga do que aos parâmetros geométricos das aberturas propriamente. Vigas curtas com altura do Tê relativamente pequena, colapsam por mecanismo de Vierendeel, para alturas maiores o colapso é devido a encurvadura do montante da alma. Vigas mais compridas colapsam por encurvadura lateral-torsional. A metodologia de seção-2Tê aplicada no cálculo do momento resistente à encurvadura pelo Eurocódigo gerou resultados majorados quando comparada com a simulação numérica. A presença ou não das tensões residuais na alma não influencia em sua capacidade resistente, nem no modo de colapso. |
|---|---|
| Autores principais: | Silva, Jaqueline Alves da |
| Assunto: | Vigas alveolares Encurvadura lateral torsional Resistência a temperaturas elevadas Modos de colapso Modelagem numérica Tensões residuais |
| Ano: | 2020 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Instituto Politécnico de Bragança |
| Idioma: | português |
| Origem: | Biblioteca Digital do IPB |
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