Vigas em aço inoxidável com secções em I de Classe 4 ao fogo

Abstract

A presente dissertação tem como interesse aumentar o conhecimento do comportamento estrutural dos elementos de aço inoxidável na construção. A aplicação de elementos estruturais em aço inoxidável com secções de Classe 4 tem aumentado. Apesar do preço inicial, o aço inoxidável possui, de facto, várias características desejáveis num material estrutural. Estes perfis de paredes finas são mais suscetíveis à ocorrência de encurvadura local. Além disso, em vigas a encurvadura lateral é também um modo de falha comum. Estes fenómenos de instabilidade intensificam-se quando os perfis são submetidos temperaturas elevadas, tais como as que ocorrem num incêndio. Este trabalho tem como objetivo principal apresentar um estudo numérico, com o programa de elementos finitos SAFIR, sobre o comportamento ao fogo com perfis em I (vigas) de aço inoxidável de Classe 4, quando submetido à flexão a altas temperaturas. São avaliados a influência de vários parâmetros como o tipo de aço, o tipo de carregamento e o tipo de secção transversal. E por fim são realizadas comparações entre os resultados numéricos e a metodologia utilizada pelo Eurocódigo 3 bem como entre outras propostas.

The main focus of the present thesis is to increase the knowledge of the structural behavior of stainless steel elements in construction . The use of structural elements in stainless steel with class 4 sections has increased. Even though the initial cost, stainless still has several desirable characteristics in a structural material. In thin walls, local buckling is more likely to happen in these profiles. Besides that, global buckling in beams is also a common failure mode. These phenomena of instability are intensified when the profiles are submitted to high temperatures, such as the ones that occur in a fire. The main purpose of this work is to present a numerical study describing the behavior of class 4 profiles in stainless steel. I shape sections when submitted to bending at high temperatures. This study is made using the finite elements software SAFIR. The influence in several parameters such as type of steel, type of load and type of cross section is evaluated. Finally, a comparison between numerical results and the methodology use in Eurocode 3, among other proposals, are made.