Comprimentos de encurvadura em pórticos metálicos em situação de incêndio

Abstract

As exigências estruturais referentes à segurança de estruturas metálicas em situação de incêndio construídas em território europeu e brasileiro são delimitadas, respectivamente, pela EN 1993-1-2 e pela ABNT NBR 14323:2013. Em situação de incêndio, ambas as normas não são claras quando se refere ao comprimento de encurvadura a utilizar na verificação da resistência ao fogo de uma coluna pertencente a um pórtico não contraventado, indicando apenas que em regra geral deve ser determinado da mesma forma que à temperatura normal. Contudo, no caso de um pórtico contraventado no qual cada pavimento constitua um compartimento de incêndio separado com resistência ao fogo suficiente, o Eurocódigo 3 e a ABNT NBR 14323:2013 sugerem valores específicos para os comprimentos de encurvadura. A Parte 1-2 do Eurocódigo 3 também não especifica quais esforços devem ser considerados na verificação do tempo de resistência ao fogo, não define o que são estruturas contraventadas e não deixa claro se as formulações adotadas no método simplificado de cálculo de elementos podem ser estendidas ao incêndio natural. O presente estudo tem como objetivo avaliar o fenómeno de instabilidade de pórticos metálicos sujeitos à ação do fogo, a fim de determinar os comprimentos de encurvadura mais apropriados para a verificação de estruturas de aço em situação de incêndio, através dos programas de elementos finitos SAFIR, CAST3M associado com o Cload+. Pretende-se ainda propor uma metodologia de cálculo para análise de estruturas metálicas em situação de incêndio.

Structural requirements concerning the safety of structures in case of fire built within Europe and Brazil are defined, respectively, by EN 1993 -1-2 and the ABNT NBR 14323:2013. In fire conditions, both standards are unclear about the buckling length to use on the verification of fire resistance of columns of unbraced frames, only mentioning that it should be determined at normal temperature. However, in the case of a braced frame where each floor can be treated as a separate fire compartment with sufficient fire resistance, Eurocode 3 and ABNT NBR 14323:2013 suggest values for the buckling lengths. Part 1-2 of Eurocode 3 also does not specify what efforts should be considered when checking the fire resistance time, does not define what braced structures are and is not clear if the formulations adopted in simplified method of calculation elements can be extended to natural fire. The present study is aimed to evaluate the instability phenomenon of steel frames subjected to the fire action in order to obtain the most appropriate buckling lengths when calculating the fire resistance of structures, using the finite element program SAFIR, CAST3M associated with Cload+. Another objective is to propose a design methodology for the analysis of steel structures in fire situation.