ANÁLISE TERMOMECÂNICA DE ESTRUTURAS DE AÇO VIA ACOPLAMENTO MCD/MRPR

Authors

  • Rafael C Barros UFOP
  • Dalilah Pires UFOP
  • Igor J. M. Lemes UFOP
  • Ricardo A. M. Silveira UFOP

DOI:

https://doi.org/10.26512/ripe.v2i2.20756

Keywords:

Análise Termomecânica. Incêndio. CS-ASA/FSA. MEF. MRPR. MCD.

Abstract

Quando expostos à temperatura elevada, os elementos estruturais têm sua capacidade resistente comprometida, pois as características físicas e de resistência dos materiais empregados nas estruturas se deterioram com o aumento de temperatura. Nesse contexto, o presente trabalho tem como objetivo apresentar um novo módulo computacional,denominado aqui CS-ASA/FSA, capaz de realizar a análise numérica de estruturas de aço sujeitas à temperaturas elevadas. Esse módulo utiliza o Método dos Elementos Finitos (MEF) e a análise inelástica é baseada no Método da Rótula Plástica Refinado (MRPR) acoplado ao Método da Compatibilidade de Deformações (MCD). Esse último método foi adotado para avaliar tanto a capacidade resistente da seção transversal, quanto as rigidezes axial e à flexão de estruturas de aço sob elevadas temperaturas. A construção da relação momentocurvatura se torna essencial para tal avaliação. Por fim, os resultados obtidos são comparados aos numéricos e experimentais encontrados na literatura.

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References

Barros, R.C., 2016. Avaliação Numérica Avançada do Desempenho de Estruturas de Aço sob

Temperaturas Elevadas. Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em

Engenharia Civil, Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

BS5950 Pt. 8, 1990. Structural Use of Steelwork in Building: Code of Practice for Fire

Resistant Design.

Caldas, R.B., 2008. Análise Numérica de Estruturas de Aço, Concreto e Mistas em Situação

de Incêndio. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Estruturas,

EE/UFMG, Belo Horizonte, MG, Brasil.

Caldas, R.B., 2004. Análise Numérica de Pilares Mistos Aço-Concreto. Dissertação de

Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto,

MG, Brasil.

Chan, S.L., Chui, P.P.T., 2000. Non-linear Static and Cyclic Analysis of Steel Frames with

Semi-Rigid Connections. Elsevier, Oxford.

Chiorean, C.G., 2013. A Computer Method for Nonlinear Inelastic Analysis of 3D Composite

Steel-Concrete Frame Structures. Engineering Structures, vol. 57, pp. 125-152.

European Committee for Standardization - EN 1991-1-2:2002 Eurocode 1: Basis of design

and actions on structures. Part 1-2: Actions on structures, Actions on structures exposed to

fire. Brussels.

European Committee for Standardization - EN 1993-1-2:2005. Eurocode 3: Design of Steel

Structures, Parte 1.2: General Rules, Structural Fire Design.

Fong, M., Chan, S.L., 2012. Advanced analysis of steel-concrete composite beam-columns by

refined plastic hinge method. International Journal of Structural Stability and Dynamics, vol.

(6) 1250046.

Gonçalves, G.A., 2013. Modelagem do Comportamento Inelástico de Estruturas de Aço:

Membros sob Flexão em Torno do Eixo de Menor Inércia. Dissertação de Mestrado,

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

ISO 834-1, 1999. Fire resistance tests - Elements of buildings construction, Part 1: General

requirements. ISO - International Organization for Standardization. Geneva.

Iu, C.K., 2004. Numerical Simulation for Structural Steel Member or Framed Structure at

Elevated Temperature. Ph.D Thesis, Civil and Structural Engineering Department, Hong

Kong Polytechnic University, China.

Landesmann, A., 2003. Modelo Não-Linear Inelástico para Análise de Estruturas Metálicas

Aporticadas em Condições de Incêndio. Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro,

RJ, Brasil.

Landesmann, A., Batista, E.M., 2005. Advanced analysis of steel framed buildings to

brazilian standard and Eurocode-3. Journal of Constructional Steel Research, vol. 61, pp.

-1074.

Lemes, I.J.M., 2015. Análise Avançada via MRPR de Estruturas Mistas de Aço e Concreto.

Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

Lemes, I.J.M., Silva, A.R.D., Silveira, R.A.M., Rocha, P.A.S., 2015. Acoplamento

MCD/MRPR para análise de estruturas metálicas, de concreto e mistas. XXXVI Ibero-Latin

American Congress on Computational Methods in Engineering, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Najjar, S.R., 1994. Three-Dimensional Analysis of Steel Frames and Sub-Frames in Fire.

Ph.D. dissertation, University of Sheffield, Department of Civil and Structural Engineering,

Sheffield.

NBR-14323, 2013. Projeto de Estruturas de Aço e de Estruturas Mistas de Aço e Concreto de

Edifícios em Situação de Incêndio, ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio

de Janeiro, Brasil.

NBR-14432, 2000. Exigências de Resistência ao Fogo de Elementos Construtivos das

Edificações, ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, Brasil.

NBR-15200, 2012. Projeto de Estruturas de Concreto em Situação de Incêndio, ABNT ”“

Associação Brasileira de Normas Técnicas, Rio de Janeiro, Brasil.

Mouço, D.L., 2008. Modelo Inelástico para Análise Avançada de Estruturas Mistas Aço-

Concreto em Situação de Incêndio. Dissertação de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro,

RJ, Brasil.

Nunes, N.E.M., 2014. Código Computacional para Análise Térmica Tridimensional de

Estruturas em Situação de Incêndio. Dissertação de Mestrado, Programa de Pós-Graduação

em Engenharia de Estruturas, Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São

Paulo. São Carlos, SP, Brasil.

Pires, D., Barros, R.C., Lemes, I.J.M., Silveira, R.A.M., Rocha, P.A.S., 2015. Análise térmica

de seções transversais via método dos elementos finitos. XXXVI Ibero-Latin American

Congress on Computational Methods in Engineering, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.

Ribeiro, J.C.L., 2009. Desenvolvimento e Aplicação de Sistema Computacional para

Simulação via Método dos Elementos Finitos do Comportamento de Estruturas de Aço e

Mistas em Situação de Incêndio. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em

Engenharia de Estruturas, EE/UFMG, Belo Horizonte, MG, Brasil.

Rigobello, R. 2011. Desenvolvimento e aplicação de código computacional para análise de

estruturas de aço aporticadas em situação de incêndio. Tese de Doutorado, Programa de Pós-

Graduação em Engenharia de Estruturas, Escola de Engenharia de São Carlos da

Universidade de São Paulo. São Carlos, SP, Brasil.

Rubert, A., Schaumann, P., 1986. Structural steel and plane frame assemblies under fire

action. Fire Safety Journal, vol. 10, pp. 173-184.

Saab, H.A., 1990. Non-Linear Finite Element Analysis of Steel Frames in Fire Conditions.

M.Sc Dissertation, Department of Civil and Structural Engineering, University of Sheffield,

Sheffield, England.

Saab, H.A., Nethercot, D.A., 1991. Modelling steel frame behavior under fire conditions.

Engineering Structures, vol. 13, pp. 371-382.

Silva, A.R.D. 2009. Sistema Computacional para Análise Avançada Estática e Dinâmica de

Estruturas Metálicas. Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil,

Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto, MG, Brasil.

Souza Jr., V., 1998. Análise de Pórticos de Aço Sob Altas Temperaturas. Dissertação de

Mestrado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Deciv/EM/UFOP, Ouro Preto,

MG, Brasil.

Wainmai, D.E., Kirby, B.R., 1982. Compendium of UK Standard Fire Test Data, Unprotected

Structural Steel, Vol. 1 Ref. No. RS/RSC/S10328/1/87/B and Vol. 2 Ref. No.

RS/R/S1199/88/B, British Steel Corporation, Swindon Laboratories, UK.

Wang, Y.C., Moore, D.B., 1995. Steel frames in fire: analysis. Engineering Structures, vol.

(6), pp. 462-72.

Yang, Y.B., e Kuo, S.B., 1994. Theory and Analysis of Nonlinear Framed Structures.

Prentice Hall.

Ziemian, R.D., McGuire, W., 2002. Modified tangent modulus approach, a contribution to

plastic hinge analysis. Journal of Structural Engineering, ASCE, vol. 128(10), pp. 1301-1307.

Zubydan, A.H., 2013. Inelastic large deflection analysis of space steel frames including Hshaped

cross sectional members. Engineering Structures, vol. 48, pp. 155-165.

Published

2017-01-10

How to Cite

Barros, R. C., Pires, D., Lemes, I. J. M., & Silveira, R. A. M. (2017). ANÁLISE TERMOMECÂNICA DE ESTRUTURAS DE AÇO VIA ACOPLAMENTO MCD/MRPR. Revista Interdisciplinar De Pesquisa Em Engenharia, 2(2), 237–253. https://doi.org/10.26512/ripe.v2i2.20756