Comportamento de vigas-colunas de classe 4 em situação de incêndio

Abstract

A utilização de elementos metálicos com secções de classe 4 é cada vez mais comum em estruturas metálicas. No entanto, o Eurocódigo 3 (EC3) prevê a utilização de simplificações, no cálculo da resistência ao fogo desses elementos, que carecem de validação. Nesta dissertação o objetivo é estudar o comportamento de secções de Classe 4 em situação de incêndio. Para isso serão analisadas as metodologias preconizadas no EC3, para a avaliação da resistência de vigas e colunas metálicas de Classe 4 em situação de incêndio, sendo que se realizaram adaptações das metodologias previstas na parte 1-1 do EC3 para altas temperaturas. Foi objetivo também neste trabalho pesquisar métodos de dimensionamento de outras normas para além do EC3. Estes serão os chamados métodos simplificados de dimensionamento/verificação de elementos estruturais. Numa segunda parte do trabalho, foram considerados os métodos avançados de cálculo em situação de incêndio neste tipo de perfis esbeltos. Analisou-se um caso prático de um tubo retangular (RHS) sujeito a flexão composta, que permitiu fazer uma breve avaliação da precisão dos métodos simplificados com resultados numéricos obtidos com o método dos elementos finitos. O programa utilizado foi o programa de elementos finitos SAFIR (MEF). Compararam-se os resultados do MEF com os resultados obtidos usando métodos simplificados de cálculo.

The use of steel structural elements with class 4 sections is common in structures. However, Eurocode 3 (EC3) proposes the use of simplications, in the calculation of fire resistance of these elements, which lack of validation. In this dissertation, the goal will be to analyze the methodologies advocated in the EC3, for the evaluation of the resistance of class 4 steel beams and columns in fire situation, have been made adaptations of the methodologies of part 1-1 of the EC3 for high temperatures. It was objective of this work to research design methods of other norms beyond of EC3. These will be the so called simplified methods of design/verification of structural elements. In a second part of the work, were used the advanced methods in case of fire for a rectangular hollow section (RHS) subjected to bending and compression, that enabled to do a succinct evaluation of the precision of the so called design simplified methods with the precise numeric results obtained with the finite element method (MEF). The software, that has been used, was SAFIR (MEF) with the aim to compare precise MEF’s results with the obtained results using the EC3.