Analytical and numerical study of the instability of steel beams subjected to natural fire using FEM
| Autor: | Yuri Bessa Cesarino |
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| Přispěvatelé: | Bezerra, Luciano Mendes |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UnB Universidade de Brasília (UnB) instacron:UNB CIÊNCIAVITAE |
| Popis: | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Incêndio sempre foi um fator crítico e pouco explorado no desempenho estrutural de edificações. No campo do aço estrutural, gradientes elevados de temperatura, depreciação do material, fluxos térmicos e tempo de exposição ao calor são ações imprevisíveis e de alto impacto nas propriedades mecânicas do aço. Esse material, por sua vez, tem sido gradualmente estudado no sentido de mitigar efeitos drásticos e perdas catastróficas devido aos incêndios. Sob essa óptica, esse trabalho tem o interesse em continuar a linha de pesquisa iniciada na Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília sobre a resposta de perfis de aço laminado quando expostos à situação de instabilidade e submetidos à incêndio natural. A ciência do fogo, perda de capacidade resistente, modificação nas propriedades físicas do material e o mecanismo de instabilidade são apresentados. Adicionalmente, apresentam-se soluções analíticas em comparação com normas usualmente adotadas (tanto nacionais quanto internacionais) sobre o objeto de estudo. Finalmente, modelos de elementos finitos são apresentados com o uso do software ABAQUS para fundamentação dos resultados analíticos. Percebeu-se que, como os trabalhos anteriormente já propuseram, os resultados dão indícios de que as normas atuais não retratam adequadamente o fenômeno do incêndio na instabilidade por flexo-torção lateral em vigas metálicas. Fire has always been a critical variable and it is not well explored when related to building performance. In the domain of structure steel, high temperature gradients, material combustion, thermic flow, and time of exposure to intensive heat are unpredictable, and their impact in mechanical properties of steel is significant. This material, conversely, has been gradually studied as a mean to mitigate the drastic effects and catastrophic losses. Under this perspective, this work intends to continue the research line initiated by the Faculty of Technology in the University of Brasilia about the response of steel shapes subjected to instability under natural fire exposure. The science of fire, loss of resistance, modification in physical-chemical properties of steel and instability mechanism are presented. In addition to that, analytical solutions are presented in contrast with standards (both national and international) usually adopted by the industry related to the issue addressed. Finally, models of Finite Elements are shown with the aid of the software ABAQUS to support the analytical solutions. It was noticed that, as previous paper works have anticipated, the results indicate that standards are lagged in contrast to the fire reality regarding instability of steel beams to lateral flexo-torsion. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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