Comportamento ao fogo de secções transversais de vigas e pilares em aço inoxidável

Abstract

A presente dissertação resulta de um trabalho de investigação, cujo principal objetivo é o aumento de conhecimento relativo ao comportamento estrutural do aço inoxidável na construção. O aço inoxidável assume-se como um material estrutural extremamente vantajoso e proficiente, destacando-se pelo seu caracter durável, resistência à corrosão e fácil manutenção. Apesar do elevado investimento inicial que acarreta, este é normalmente recuperado a longo-prazo devido à sua elevada durabilidade, permitindo ainda abdicar do uso de materiais de proteção térmica. Nas vigas e colunas em aço inoxidável com secção transversal de Classe 4, a consideração da possibilidade de ocorrência de fenómenos de encurvadura local é muito importante, já que estes fenómenos são agravados na presença de elevadas temperaturas. O principal objetivo desta dissertação foca-se na realização de um estudo numérico do comportamento ao fogo de vigas e colunas com secções transversais em “I” e “H” de aço inoxidável quando submetidas a altas temperaturas e sujeitas a esforços de compressão e flexão. Este estudo numérico é efetuado com recurso a elementos finitos de casca com o auxílio do programa de elementos finitos SAFIR com o objetivo de calcular a resistência de placas e perfis em aço inoxidável sujeitos a altas temperaturas. Por fim, esses resultados numéricos são comparados com a metodologia utilizada pelo Eurocódigo 3 bem como com outras propostas

The present thesis is the result of a research work which the main objective is the increase of knowledge on the structural behavior of stainless steel in construction. Stainless steel is assumed as structural material extremely useful and proficient, being emphasized to its high durability, resistance to corrosion and constructive efficiency. Despite having a high initial cost, this investment is usually reimbursed at long-term due to its high durability, allowing the absence of thermal protection materials. In stainless steel beams and columns with Class 4 cross-section, it is very important to consider the possibility of occurrence of local buckling phenomena, as these phenomena are aggravated in the presence of high temperatures. The main objective of this dissertation is to perform a numerical study of the fire behavior of beams and columns with cross-sections in "I" and "H" of stainless steel when submitted to high temperatures and submitted to compression and bending stresses. This numerical study is performed based on numerical investigation with shell finite elements carried out with the software SAFIR with the objective of calculating the resistance of plates and cross-sections in stainless steel submitted to high temperatures. Finally, these numerical results are compared with the Eurocode methodology and with other proposals as well.