Comportamento de estruturas de fachadas em alumínio e em aço inoxidável

Abstract

A presente dissertação desenvolveu-se com o propósito de aumentar o conhecimento sobre a conceção e resistência de elementos estruturais principalmente em aço inoxidável e alumínio, mas também em aço carbono. Apresenta-se um estudo no âmbito da resistência ao fogo de elementos estruturais em aço carbono e em aço inoxidável, realizado em paralelo com o estágio curricular na empresa b-face focado na conceção de fachadas de alumínio. O estágio curricular teve como principal objetivo a participação em projetos de dimensionamento de fachadas de alumínio e possibilitou o contacto com a realidade do mundo profissional e empresarial, tornando possível aplicar os conceitos aprendidos academicamente. São descritas neste documento três das obras que foram objeto análise. No estudo académico, que visou a análise de soluções estruturais alternativas às aplicadas no âmbito do estágio, foi estudada a aplicação estrutural do aço inoxidável em perfis com secções retangulares sólidas sujeitas à flexão a temperaturas elevadas, cujas características materiais podem ser benéficas. Para esse fim foram realizadas análises numéricas recorrendo ao programa de elementos finitos SAFIR, utilizando elementos finitos de casca, com o objetivo de estudar a resistência de diferentes secções em aço carbono e aço inoxidável a altas temperaturas. Por fim, esses resultados numéricos são comparados com a metodologia preconizada pelo Eurocódigo 3.

This dissertation was developed with the purpose of increasing the knowledge about the design and the resistance of structural elements mainly in stainless steel and aluminum, but also in carbon steel. It presents a study on the fire resistance of structural elements in carbon steel and stainless steel that was developed in parallel with the internship at b-face company, focused on the conceptual aluminum facades development. The internship had as main goal the participation in projects of aluminum facades design and allowed contact with the reality of the professional and business environment, making it possible to apply the concepts learned academically. Three of the projects that were analyzed are described in this document. In the academic study, which aimed to analyze alternative structural solutions to those applied during the internship, it was studied the structural application of stainless steel in profiles with rectangular solid sections exposed to bending at high temperatures, whose material characteristics can be beneficial. To accomplish that goal, numerical analyses were performed using the SAFIR finite element program, applying shell finite elements, to study the strength of different carbon steel and stainless steel sections at high temperatures. Finally, these numerical results are compared with the methodology recommended by Eurocode 3.