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Encurvadura lateral em vigas com alma corrugada em situação de incêndio

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Detalhes bibliográficos
Resumo:A presente dissertação tem como propósito o aumento do conhecimento relativo ao comportamento ao fogo de vigas em I com almas de nervuras trapezoidais ou sinusoidais (almas corrugadas), suscetíveis à ocorrência de fenómenos de instabilidade, em particular de encurvadura lateral. São conhecidas as vantagens em termos de eficiência e economia de material dos perfis metálicos com alma plana com secção transversal de Classe 4. Uma alternativa que se mostra capaz de potencializar estas vantagens surge na substituição da alma plana por uma alma corrugada de menor espessura. No entanto, a verificação da resistência ao fogo destes elementos carece de fórmulas simplificadas que se adeqúem à mais-valia proporcionada por este tipo de solução. O principal objetivo desta dissertação direciona-se ao estudo de metodologias de cálculo para a verificação da resistência ao fogo de vigas metálicas com alma corrugada, com base em estudos numéricos realizados com elementos finitos de casca, com recurso ao programa SAFIR, através de análises material e geometricamente não lineares (GMNIA - geometrically and material nonlinear analysis with imperfections), e ao programa RUBY + Cast3M para a execução de análises lineares de encurvadura (LBA - Linear Buckling Analysis). Para além da metodologia atual do Eurocódigo 3 para a verificação da resistência ao fogo de elementos de Classe 4, esta tese assenta numa “Nova proposta” de acordo com a qual é demonstrado que aquela metodologia “subestima a resistência das secções quando constituídas simultaneamente por placas de Classe 4 e de outras classes”, e onde são propostas novas expressões que consideram a interação entre a encurvadura local e o fenómeno de encurvadura lateral que ocorre nestas vigas. Paralelamente, é analisada qual a influência que a corrugação da alma tem para a resistência à encurvadura lateral. Esta resistência depende fundamentalmente do momento crítico. Por sua vez, este é fortemente influenciado pelas constantes de torção e de empenamento, as quais não estão bem definidas para vigas com alma corrugada. Neste sentido, inclui-se um método desenvolvido por outros autores para o cálculo do momento crítico elástico para a encurvadura lateral de vigas com alma corrugada.
Autores principais:Lopes, Gonçalo Correia
Assunto:Engenharia civil Construções metálicas Resistência ao fogo
Ano:2015
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Universidade de Aveiro
Idioma:português
Origem:RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Descrição
Resumo:A presente dissertação tem como propósito o aumento do conhecimento relativo ao comportamento ao fogo de vigas em I com almas de nervuras trapezoidais ou sinusoidais (almas corrugadas), suscetíveis à ocorrência de fenómenos de instabilidade, em particular de encurvadura lateral. São conhecidas as vantagens em termos de eficiência e economia de material dos perfis metálicos com alma plana com secção transversal de Classe 4. Uma alternativa que se mostra capaz de potencializar estas vantagens surge na substituição da alma plana por uma alma corrugada de menor espessura. No entanto, a verificação da resistência ao fogo destes elementos carece de fórmulas simplificadas que se adeqúem à mais-valia proporcionada por este tipo de solução. O principal objetivo desta dissertação direciona-se ao estudo de metodologias de cálculo para a verificação da resistência ao fogo de vigas metálicas com alma corrugada, com base em estudos numéricos realizados com elementos finitos de casca, com recurso ao programa SAFIR, através de análises material e geometricamente não lineares (GMNIA - geometrically and material nonlinear analysis with imperfections), e ao programa RUBY + Cast3M para a execução de análises lineares de encurvadura (LBA - Linear Buckling Analysis). Para além da metodologia atual do Eurocódigo 3 para a verificação da resistência ao fogo de elementos de Classe 4, esta tese assenta numa “Nova proposta” de acordo com a qual é demonstrado que aquela metodologia “subestima a resistência das secções quando constituídas simultaneamente por placas de Classe 4 e de outras classes”, e onde são propostas novas expressões que consideram a interação entre a encurvadura local e o fenómeno de encurvadura lateral que ocorre nestas vigas. Paralelamente, é analisada qual a influência que a corrugação da alma tem para a resistência à encurvadura lateral. Esta resistência depende fundamentalmente do momento crítico. Por sua vez, este é fortemente influenciado pelas constantes de torção e de empenamento, as quais não estão bem definidas para vigas com alma corrugada. Neste sentido, inclui-se um método desenvolvido por outros autores para o cálculo do momento crítico elástico para a encurvadura lateral de vigas com alma corrugada.

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