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Master's Dissertation
DOI
Document
Author
Full name
Gian Carlo Calobrezi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Silva, Valdir Pignatta e (President)
Fruchtengarten, Julio
Lopes, Nuno Filipe Ferreira Soares Borges
Title in Portuguese
Sobre a instabilidade local de perfis "I" de aço em situação de incêndio.
Keywords in Portuguese
Aço
Análise termestrutural
Incêndio
Instabilidade local
Perfis "I" de aço
Abstract in Portuguese
No que se refere as estruturas, apesar de os esforços resistentes de cálculo (força axial de compressão e momento fletor) em situação de incêndio estarem previstos nas prescrições normativas da ABNT, Eurocode, AISC e outros documentos pertinentes ao tipo de análise, o efeito da instabilidade local no esforço resistente das seções dos perfis "I" de aço soldados e laminados ainda não se encontra bem delineado em função da elevação de temperatura, sendo que as normas técnicas acabam superestimando o referido efeito, conduzindo a um dimensionamento antieconômico. Devido às vantagens associadas ao pequeno peso próprio e à eficiência de perfis "I" de aço, esbeltos, esses elementos são amplamente utilizados na construção civil. Entretanto, as regras atuais de dimensionamento em situação de incêndio das normas técnicas são imprecisas, podendo inviabilizar a utilização de perfis esbeltos para essa finalidade. A presente pesquisa teve como objetivo o estudo aprofundado do efeito da instabilidade local em perfis "I" de aço no dimensionamento em situação de incêndio. Foi realizada modelagem computacional via SAFIR, programa de computador de análise termestrutural, com base no Método dos Elementos Finitos (MEF), prospecção de resultados e comparação dos esforços resistentes advindos da aplicação das prescrições normativas àqueles obtidos via MEF. Para perfis de catálogos comerciais ou normatizados, os resultados obtidos permitem identificar que as normas técnicas ABNT NBR 14.323:2013 e Eurocode 3 Parte 1-2 são conservadoras para pilares na faixa de temperatura entre 600,00 ºC e 800,00 ºC e vigas na faixa de temperatura entre 400,00 ºC e 800,00 ºC, subestimando os resultados. Ademais, foi possível verificar que as normas técnicas não são conservadoras em geral, sendo que para algumas circunstâncias os resultados são satisfatórios ou até mesmo contra a segurança. Neste trabalho, mostrou-se a necessidade de aprimoramentos em termos de precisão nas normas técnicas vigentes no que se refere à instabilidade local em situação de incêndio.
Title in English
On the local buckling of steel "I" profiles in a fire situation.
Keywords in English
Fire
Local buckling
Resistance
Steel
Thermo-structural analysis
Abstract in English
Regarding structures, although fire resistance efforts (axial compression and bending moment) are predicted according to the ABNT, Eurocode, AISC and other documents related to that kind of analysis, the local buckling effect on resistance of steel "I" welded and hot rolled cross sections in function of temperature requires further studies, being that the technical references overestimate its value leading to a non-economical design. Considering slender "I"-shaped profiles advantages linked to its lightweight and effectiveness, those materials are widely used in civil construction. However, actual design rules in fire situation are imprecise, being able to make unfeasible the usage of slender cross sections. The present research aimed a comprehensive study of the local buckling effect on steel "I" cross sections in fire situation. It has been conducted computational modeling through SAFIR, specific software of thermostructural analysis, based on the Finite Element Method (FEM), prospection of results and comparison of the resistance efforts obtained from the application of the normative prescriptions and the ones obtained through FEM. For commercial and standardized catalog profiles, obtained results allow to identify that ABNT NBR 14.323:2013 and Eurocode 3 Part 1-2 are conservative for temperature range between 600,00 ºC and 800,00 ºC for columns and for temperature range between 400,00 ºC to 800,00 ºC for beams, underestimating the results. In addition, it was possible to verify that the standards are not conservative at all, being that for some circumnstances results are satisfactory or even against safety. In the present work, it was exhibited the need of enhancements in terms of precision on current standards regarding local buckling at elevated temperatures.
 
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Publishing Date
2019-04-16
 
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