PALESTRA VILA REAL

Páginas: 42 (10318 palavras) Publicado: 18 de setembro de 2015
UNIVERSIDADE DE AVEIRO

Dimensionamento de Estruturas Metálicas
em Situação de Incêndio segundo o EC3
Paulo M. M. Vila Real
pvreal@civil.ua.pt

Universidade Nova de Lisboa, 21 de Abril de 2004
1

Sumário

1. Justificação
2. Investigação no âmbito do comportamento ao fogo
de estruturas metálicas
3. Acções Térmicas e Mecânicas
4. Cálculo das temperaturas
4.1 Métodos Simplificados
5. TemperaturaCrítica
6. Cálculo Estrutural ao Fogo
6.1 Métodos Simplificados
7. Métodos Avançados de Cálculo
2

Cálculo ao Fogo de Estruturas
de Aço. Porquê?

‹A

capacidade resistente do aço diminui
drasticamente com a temperatura.

‹A

grande condutividade térmica do aço faz
com que a temperatura se propague
rapidamente.

‹Os

elementos estruturais em aço têm em
geral secções transversais muito esbeltas.

3 Diagramas de tensão-extensão do
aço a alta temperatura
‹A

capacidade
resistente do aço
diminui a partir de 100200 ºC.

‹Apenas

23% da
capacidade resistente
do aço permanece a
700 ºC.

‹A

800 ºC aquela
capacidade reduz-se a
11% e a 900 °C a 6%.

‹O

aço funde a
1500°C.

Tensão (N/mm2)
300
250
200

20°C
200°C
300°C
400°C
500°C

150
600°C

100

700°C

50

800°C
0

0.5

1.0
1.5
Extensão (%)

2.0
4 Áreas de investigação
UNIVERSIDADE DE COIMBRA / AVEIRO - ligações

P

P
N

M

∆T

ψM

P

P
K

N
∆T

N

N

UNIVERSIDADE DE AVEIRO / IPB / COIMBRA – vigas e
5
vigas-coluna

Comportamento ao fogo das
ligações: Datas relevantes

• 2000 – Conclusão de uma tese de
mestrado na Universidade de Coimbra
• 2003 – Inicio de uma tese de
doutoramento na Universidade de
Coimbra
• 2003 – Ensaios à escala realem
Cardington – Universidade de Coimbra
+ Universidade de Praga

6

O edifício de oito pidos à escala real
no laboratório BRE em Cardington
Exterior

Interior
21m

54m

33m

7

Ensaios de Cardington - 1

8

Os ensaios de Cardington - 2

9

Encurvadura Lateral de Vigas: Datas
Relevantes
•Set. de 1998 – Início de Sabática na
Univ.de Liège
• Dez. de 1998 – Primeiros relatórios
internos com umanova proposta
• Nov. 2000 – “1st preliminary draft” da
parte 1.2 do EC3
• Fev. 2001 – Conclusão de um
Doutoramento
• Maio 2001 – Publicação em revista
internacional
• Em 2003 – Melhoramento da proposta
anterior – Conclusão de uma tese de
Mestrado
10

Caso estudado

x
z
y
L
π ⋅ x 
y ( x) =
Sin

1000
 L 

Viga IPE 220

11

Encurvadura lateral em situação de
incêndio – EC3 (1995)

M b, fi ,t ,Rd =

χ LT , fi
1.2
χ LT , fi =
y

z

w pl , y k y ,θ,com f y

1
γ M , fi

1
φ LT ,θ,com + [φ LT ,θ,com ]2 − [λ LT ,θ,com ]2

φLT = 0,5[1 + α (λLT − 0,2) + λ 2 LT ]

x

λ LT ,θ,com = λ LT

k y ,θ,com
k E ,θ,com

12

Encurvadura lateral – SAFIR
Beam Design Curves of EC3 and SAFIR. IPE220, Fe 510
M b , fi ,t , Rd / M fi ,θ , Rd
1.2
EC3
After 10 minutes
After 15 minutes
After 20 minutes
After 30minutes

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Relative Slenderness at Failure Temperature

Comparação com EC3

1.6

1.8

2

λ LT

13

Nova Proposta para
Encurvadura Lateral

Eurocódigo 3 (1995)
M b , fi ,t , Rd =
χ LT , fi =

χ LT , fi
1. 2

W pl , y k y ,θ,com f y

Nova Proposta (1999)
(Vila Real et al)

1

M b , fi ,t , Rd = χ LT , fiW pl , y k y ,θ,com f y

γ M , fi

1

χLT , fi =

φ LT ,θ,com + [φ LT ,θ,com ]2 − [ λ LT ,θ,com ]2

φ LT ,θ ,com =

[

1
1 + α × (λLT ,θ ,com − 0.2) + (λLT ,θ ,com ) 2
2

α = 0.21 or α = 0.49
λLT ,θ ,com = λLT

k y ,θ ,com
k E ,θ ,com

]

1
γ M , fi

1
φ LT ,θ,com + [φ LT ,θ,com ]2 − [ λ LT ,θ,com ]2

[

1
1 + αλ LT ,θ ,com + (λ LT ,θ ,com ) 2
2
α = βε (factor de imperfeição)
β = 0.65 (factor de severidade)

φ LT ,θ ,com =

]

ε = 235/ f y
14

A influência do factor de
severidade (β) na nova proposta
Beam Design Curves of EC3 and SAFIR. IPE220, Fe 360

M b , fi , t , Rd / M fi ,θ , Rd
1.2
EC3
After 10 minutes
After 15 minutes
After 20 minutes
After 30 minutes
Beta=1.2
Beta=0.9
Beta=0.65

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Relative Slenderness at Failure Temperature

1.6

1.8

2

λ LT

S 235
15...
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