IV Scmimirio Intcrnaciona l "O Uso de Est rutllras Mctalicas na Cons1f ury;io Civi l'" c I ('ongn:sso Intcrnac ional da COnSI 11.1 ~UO rvlcr:i li ca - I CJ(OM

"ANALISE NUMERICA DE VIGAS "I" DE Ac;O EM SITUAc;AO DE INCENDIO, SUJEITAS A FLAMBAGEM

LATERAL. CONTRmUIC;AO PARA A VALIDAc;AO DE UMA PROPOSTA DE REVISAO DO EUROCODE 3 - PARTE 1.2. ,, ( 1)

"NUMERICAL ANALYSIS OF THE LATERAL - TORSIONAL BUCKLING OF STEEL I BEAMS UNDER FIRE CONDITION"

Ronisi Cazeli 12 ,

Pa ulo M. M. Vila Real 0 1

Valdir Pignatta Siva (4)

P. A. G. Pilato IS,

) Resumo

)

o presentc tmbalho documenta as amilises numencas de vigas "I" de ayO sUJettas ao feniimeno da flambagem lateral, em situayao de incendio, tendo por base os resultados obtidos do program a SAFIR. 0 SAFIR e urn program a de elementos fmitos que faz a analise nao­linear geometrica e do material, espccialmente desenvolvido para 0 estudo de estruturas sujeitas a a,ao do fogo. Os resultados obtidos por esse program a sao comparados aos resultados obtidos pelo metodo simplificado de dimensionamento apresentado na parte 1-2 do EUROCODE 3. Esse ultimo modelo conduz a niveis de seguran,a que dependem do indice de esbeltez reduzido dos elementos estruturais, nao estando os resultados do lado da seguranya para uma certa gama de valores dessa esbeltez, quando comparados aos resultados numericos. Neste estudo foi considerada toda a gama de perfis da serie europeia IPE em a,o S235, para uma viga simplesmente apoiada, submetida exclusivamente ao esforyo do momento puro nas extremidades, considerando imperfei,ao geometrica do tipo senoidal c ainda tensoes residuais. Com base oeste estudo foi possivel analisar tambCm a validade de uma nova pro posta de modelo de calculo simples, que garante resultados rna is seguros, relativamente aqueles determinados por meio do modelo apresentado na versao atual do Eurocode 3 - parte 1.2.

Palav ras chave: Incendio, A,o, Flambagem Lateral, Seguran,a Estrutural.

II) - Contribuiyao Tecnica a ser apresentada no IV Semillurio Illternaciollai 0 USO de Eslrlltllras Melulicas Ila COllstrzlf;iio Civil I I COllgresso Illlenzaciollai da COllstrzll;iio Melutica (I CICOM) - novcmbro, 2001 - Sao Paulo, SP, Brasil. (2, - Engenheira Civil, MSc do DcptQ Eng" Civil da Universidade de Aveiro, Aveiro, Portugal. 13, - Prof. Associado do DeptQ Ent Civil da Universidade de Aveiro, Aveiro , Portugal. 14) - Prof. Doutor do Dept!! de Ent Estruturas e Fundayoes da Escola Politecnica/USP. Sao Paulo, Brasil. IS, - Prof. Adjunto do DeptQ de Mecanica Aplicada - Instituto Politecnico de Bragan,a, Braganya, Portugal

Abstract:

IV Seminiirio Intcmac ional "O Uso ue EStnJtllni S Mcni licas nJ Constfll c;ao Civil" e I Congrcsso in lcrn :.u: ional da C UIlSlrll!;fIU Mct.i lica - I CICOM

In this work a model for the fire resistance of lateral-torsional buckling of steel "I" beams, based on the numerical results of the program SAFlR, a non-linear finite element programme which analyses the behaviour of structures submitted to fire, has been used. The numerical results for the lateral- torsional buckling of steel I beams have been compared to those ITom the simple model presented in EUROCODE 3, Part 1-2. This EUROCODE 3 simple model promotes safety levels that depend mainly on the non-dimensional slenderness of the beams. The analytical results provided by the EUROCODE 3, for intermediate values of slenderness, would now appear to be an unsafe when compared with the computed numerical results. In this study all the profiles of the European LPE series have been analysed, considering a simple supported beam of S235 steel grade, subjected to uniform moments, with a geomettic imperfection of sinusoidal type. The effect of the residual stresses has also been considered. A ncw proposal for a simple model, different from the proposal of the EUROCODE 3, which ensures conservative results when compared with the numerical model has been validated.

) Key words: Fire, Steel, Lateral- Torsional Buckling, Security.

)

l-lNTRODU<;:AO

A a,ao termica nos elementos estruturais tern sido tema de extensivas pesquisas nas ultimas dccadas e devido as graves conseqiiencias que essa a,ao po de causar, toma-se urn dos fatores indispensaveis na verifica,iio da seguran,a estrutural. Sob condi,iles de elevadas temperaturas, os materiais estruturais perdem resistcncia e rigidez, estando sujeitos ao colapso. o fenomeno da flambagem lateral de vigas de a,o em situa,ao de inccndio e urn assunto pouco conhecido, tendo em vista a complexidade que 0 problema alcan,a devido a a,ao termica alterar as propriedade mecanicas do material. Dentre as normas de projeto desenvolvidas para 0 dimensionamento dos elementos estruturais de a,o em situa,ao de incendio, a norma europeia, (EUROCODE 3 - parte 1.2 1995), apresenta urn metodo simplificado de dimensionamento a flambagem lateral que depende do indice de esbeltez reduzido do elemento estrutural, admitindo tam bern que a temperatura possa ser considerada constante em toda a se,ao transversal. Metodos mais precisos para verificar a seguran,a dos elementos estruturais em situa,ao de incendio tern sido desenvolvidos com apoio em programas que se utilizam do metodo dos elementos finitos. Entre varios desses programas pode-se citar 0 SAFIR (Franssen 1996), urn programa que faz analise nao-linear geomettiea e do material, desenvolvido na Universidade de Liege, especialmente para 0 estudo de estruturas em situa,ao de incendio. A valida de da aplica,iio do SAFIR para a analise do fenomeno da flambagem lateral de vigas met<ilicas foi demonstrada (Vila Real & Franssen 1999, 2001), tanto para temperatura ambiente como em situa,ao de incendio, por meio da compara,ao entre os resultados numericos fornecidos pelo SAFIR e resultados analiticos (EUROCODE 3 - parte l.l 1992 e parte 1.2 1995). Vila Real e Piloto desenvolveram trabalhos (Vila Real & Franssen 1999, 2001 e Piloto 2000) que validaram urn novo metodo simplificado de dimensionamento de vigas de a,o sujeitas a flambagem lateral, que apresenta resultados mais seguros que a pro posta atual do EUROCODE - parte 1.2.

)

)

IV Scmimirio Inrcmac ional "O Uso de Esrrutll ras MCla licas na ('on5rr1l(;;10 Civil" c I Congrcsso IntcrnaciDnal da Constfm;5.o Metalica - I (, ICOM

Essa nova mctodologia de dimcnsionamento iniciou-se (Franssen e/ af. 1995) com 0 estudo da resistencia ao fogo dos elementos estruturais sujcitos ao carregamento axial. Em seguida foi proposto (Vila Real & Franssen 1999, 2001), com base em estudos numcricos, urn novo metodo simplificado de calculo altemativo ao atualmente preconizado pelo Eurocode 3, posteriormente validado (Piloto 2000), por meio de amilise experimental e amilise numerica aplicadas ao estudo da f1ambagem lateral de vigas metalicas em situa,ao de incendio. Neste trabalho apresenta-se a verifica,ao a f1ambagem lateral de vigas metalicas l em situa,ao de incendio, comparando os resultados numcricos do SAFIR aos resultados analiticos do EUROCODE 3 - pm1e 1.2 e da "nova propos!a", para toda a gama de pedis da serie europeia lPE em a,o S235. o modelo estudado foi uma viga simplesmente apoiada, com vinculos de garfo e se,ao transversal duplamente simetrica, sujeita a f1exao simples com momenta f1etor constante aplicado nas extremidades, confonne figura I, para temperaturas consideradas unifonnes em toda a se,ao transversal da viga, compreendidas entre 200°C e 800°e. A cada temperatura imposta no SAFIR, foram aplicados incrementos de carga ate se chegar ao valor do momenta resistente maximo a f1ambagem lateral, correspondente ao colapso das vlgas. Considerou-se tambem que a viga tern uma imperfei,ao geometrica do tipo scnoidal (Vila Real & Franssen 1999,2001 ; Piloto & Vila Real 2000; Piloto 2000) e as tensiles residuais foram assumidas confonne as prescri,iles do ECCS (ECCS). Os resultados aprescntados neste trabalho poder50 colaborar com outros estudos sobre estmturas de a,o em situa,ao de incendio que estao sendo desenvolvidos no Brasil (Silva , 1997 e 2001).

2- DETERMlNA<;AO DO MOMENTO RESISTENTE A FLAMBAGEM LATERAL DE VIGAS "I" DE A<;O EM SITUA<;AO DE INCENDlO, SEGUNDO 0 EUROCODE

Para a detennina,ao do valor do momenta f1etor resistente de vigas I de 31;0, sujeitas il f1ambagem lateral, em situa,ao de incendio, a parte 1.2 do EUROCODE 3 apresenta urn metoda simplificado que consiste, inicialmente, em detenninar 0 momenta critico ehistico da viga com base na teoria da estabilidade. No caso de uma viga simplesmente apoiada, com vinculos de garfo e se,ao transversal duplamente simctrica, sujeita a f1exao simples com momenta f1etor constante nas extremidades, conforme figura I, obtem-se 0 momento clitico de f1ambagem elastica pela expo 1.

M =(7r2

El Y ) ~ + I ' GJ, (I) cr (Z 1 ]C 2Ef

J' .1 '

onde Mer = momento clitico ehistico associado iJ f1ambagem lateral; E = modulo de elasticidade longitudinal; G = modulo de elasticidade transversal; 1,. = momenta de inercia em rela,ao ao eixo y; Jt = momenta de inercia iJ tor,50; J", = constante de empenamento da se,50: 1= comprimento da viga.

)

)

IV Scmin:irin IntcmllcionuJ "0 Usn de Estmluras Mctilicas na COllsrrur;ao Civil" c I Congrcsso Intcrnuc ional da Cllnstrur;ao Mct.i lica -I (, ICOM

EJ.lremid:IIICS ;mpe~as ~ ., "em .. ", <:<IBm""I" 1I. ,e

M M

Figura 1 - Viga simplesmente apoiada com momentos aplicados nas extremidades. o valor de calculo do momenta resistente em situa,ao de incendio, deve ser calculado em fun,ao do indicc de esbeltez reduzido do elemento em situa,ao de incendio (kr.6",,,,), conforme expo 2.

para kr.6cmn S;O,4

(2)

M = X LT./i HI k f _1-h.ji iJ,RJ 1 2 pl., - )' IJ ,rum. ), -v

, n.t.fi para kT. fief/III > 0.4

onde Mb,r;.6Rd = valor de calculo do momento resistente em situa,ao de incendio; M pl,r;.6Rd =

momenta de plastifica,ao da se,ao em situa,ao de incendio; Hlpl.!' = modulo de resistencia plastico da se,ao transversal; )(;.r,r; = fator de redu,ao associado a flambagem lateral em situa,ao de incendio determinado pela expo 3Jy = resistencia ao escoamento do material; )1.1,0

= coeficiente parcial de seguran,a da resistencia do a,o, que, em situa,ao de incendio, e considerado I; J;\1() = coeficiente parcial de seguran,a de resistencia, que em situa,ao de incendio po de ser considerado I. A constante 1,2 e urn valor empirico utilizado como urn fator de corre,ao para representar urn conjunto de efeitos.

sendo:

XLT .a .cum

1 [(" ) (- ), ] CPLT,e,""1II ='21+lX LT A.LT ,e,I"I"" -0.2 + ALT.e,wm -

k y,OJ,:"m

k E, fj " 'mn

(3)

(4)

(5)

onde !X LT = fator de imperfei,ao geometrica; ~a.up"" = indice de esbeltez reduzido em

situa,ao de incendio; .itLT = indice de esbeltez reduzido a temperatura ambiente, determinado

conforme a exp.6; k y .• p ,rn e k E jJ " "ffl = coeficientes de redu,ao da resistencia ao escoamento

V:;,) e do modulo de elasticidade longitudinal (E) , a temperatura da mesa de compressao lI" ... ,rn '

atingida no instante t.

sendo:

l.T = A"T A,

A"T = :n! E Wp l.),

M er

(6)

(7)

)

)

IV Scmimirio Intcm ac iona l "0 Uso de Estmillras Mctalicas na ConsrruC;iio Ci vil" c I Congrcsso inlcrnac ional t.la ConSlrtu;ilo Mct:i lica - I C1COM

A,=n ~ Vi"

(8)

onde Mer Momento cntico elastico a flambagem lateral. Para viga simplesmente apoiada, com vinculos de garfo e se9ao transversal duplamente simetrica, sujcita a flexao simples com momento fletor con stante nas extremidades, deve ser determinado conforme a exp, 1. Para diferentes tip os de carregamentos, vinculos e se90es, determinado de acordo com 0 anexo F da parte l.l do EUROCODE 3. Dividindo-se 0 valor do momenta resistente de calculo pelo valor de calculo do momento de plastifica9ao da se9ao, encontra-se a curva apresentada na figura 2, que segundo 0 EUROCODE 3 - parte 1.2 e valida para qualquer temperatura superior a 20°C.

i 1.2 ~ ·····-:-·············..,··········_·1·····-_·······.,.·············r ........... ~ ......... -... : .............. ~.-......... _ ............. -

t 1.0 +--+---1" .............. f··············+·············t·············t··········_··i·······_·····t··- ·······t··············~

~ 0.8 """j'-" ····t·············t .............. ; ..... _ ....... J ....... ..... ~ .............. ; ~ 0.6 .............. ; .............. ~ .............. ;......... . . .1 ........... ~

, , , 0.4 ...... , .............. .,.._ .......... --: ........ .

0.2 ............. + ............. 1' · ··········;.·············~········ ··· · ·t· ·· ········ ·· r ............ ~ ... ·········i····

0,0

0,0 0,2 0,4 0,8 1.0 1.2 1.4 1.6 I.L 2,11

IlLT,8,con

Figura 2 - Curva para determina9ao do valor de calculo do momento fletor resistente em situa9ao de incendio, segundo a parte 1.2 do EUROCODE 3,

3- DETERMINA<;:AO DO MOMENTO RESISTENTE A FLAI\'IBAGEM LATERAL DE VIGAS "I" DE A<;:O EM SITUA<;:AO DE INCENDlO, PELO METODO DOS ELEMENTOS FINITOS, SEGUN DO 0 PROGRAM A SAFIR

A analise de vigas de a90 sujeitas a flambagem lateral, segundo 0 program a SAFlR, inicia-se por definir-se: se9ao transversal, malha de elementos finitos, numero de faces expostas ao fogo e curva temperatura-tempo do incendio. Para uma viga simplesmente apoiada e carregamento uniforme, con forme fib'llra I , considerou-se toda a gama de perfis da serie europeia IPE em a90 S235 I,{., = 235 MPa), com se950 transversal discretizada par malha de 108 elementos, conforme figura 3, com integra950 de dais pontos de Gauss.

-.. = - .;;;= .....

- - ,-

)

)

IV Sem i ll ~iri o intemaciomll "O Usn ti e Estnllllras Mefiili cas na C'onstrm;ao Ci vil" c I Congrcsso Intcrn ac.:iona l tla CUllstnu;:1t) lvlc lalica - I CICOM

Figura 3 - Malha da se,ao transversal para a ami lise estrutural segundo 0 SAFJR.

Assim com 0 objetivo de eomparar os resultados numeric os obtidos do programa SAFIR aos analitieos obtidos da parte 1.2 do EUROeODE 3, imp6s-se as vigas, temperaturas uniformes em toda a se,ao transversal , eompreendidas entre 2000 e e 800 oe, com incrcmentos de 100 oe, para vatios comprimentos da viga. Tendo em vista, na pratica, a presen,a de imperfei,iies geometricas e tensiies residua is, foi incorporado ao programa esses dois efeitos. Para a imperfei,ao geometrica utilizou-se it curva senoidal (Vila Real & Franssen 1999, 2001, Piloto & Vila Real 2000, Piloto 2000) apresentada na expo 9.

v{x) = -- sell -I (xx) - 1000 I

(9)

onde x = coordenada do eixo da viga; I = comprimento da viga.

Para tensao residual (q), foi considerado 0 valor da resistencia ao eseoamcnto ((.,) multiplicado por coeficientes redutores, cuja distribui,ao e indicada na figura 4 (EeCS).

O.J 0.3

Y OJ

0.'

0.'

Figura 4 - Distribui,ao normalizada (q{r;,) das tensiies residuais em perfis laminados. Na figura 5 pode ser visto 0 resultado da analise numerica efetuada, para 0 perfil IPE 220, sujeito a temperaturas compreendidas entre 200 0 e e 800oe , em que M SAFJR e 0 maximo momenta resistente suportado pela viga calculado via SAFIR, estando representado em ordenadas 0 quociente:

~

" ~ ~ ';; :2

::E

1.2

I.U

0.8

0.6

0.4

02

0.0

M S.-JFlR

M Jlf,fiJI ,Rd

O.U 02 0.4 0.6 0.8

(10)

I.U 12 1.4 1.6 1.8 2.0

A..T,tlcnn

Figura 5 - Valores de MSAFJRIMpiji,fIIld, em fun,ao da esbeltez reduzida, para temperaturas compreendidas entre 2000 e e 800 oe, para 0 perfillPE 220.

IV Scminiirio I nrem~ciona l "O Uso de Estmturas Mctalicas Il~ Constrllt;ao Civil" c I Congrcsso intcrnac ional da COllstrw;3U Mcriil ica - I CICOM

4- NOVA PROPOSTA

Este trabalho tern 0 objetivo de validar urna "nova proposta" para a determina9ao do momento fletor resistente em situa9ao de incendio, de forma mais realistica do que aquela recomendada pelo EUROCODE 3 parte 1.2 Para essa nova metodologia (Vila Real & Franssen 1999, 2001), 0 valor de calculo do momento resistente it flambagem lateral em situa9ao de incendio e dado por:

1 M".ft' .Rd = X LT.ft WI'I .... k y •• ,''' . r,. -- (11)

Y" ,ji Pode-se notar que a expo 11 e a similar a expo 2 preconizada pelo EUROCODE 3 - parte 1.2, sem, no entanto, incluir a constante empirica 1,2. o fator de redu9ao associado a flambagem lateral XLT.fi bern como 0 in dice de esbeltez

reduzido em situa,ao de incendio ALTP.,,,., sao calculados da mesma maneira que as equa90es (3),e (5), sendo 0 valor de IPLT .•. ,."," na "nova proposta" dado por:

) $ LT.. , ,,m = ±[I + aXLT .•.• ". + (xLT .• . "".)' 1 (12) Nesta "nova proposta", no entanto, 0 fator de imperfei9ao (a) sera um valor considerado em fun9ao de um fator de severidadc (13), que devera ser escolhido de forma a garantir urn nivel de seguran,a apropriado. A expressao de (a) e dada pela expo 13.

a= [3£ (13)

Sendo (E) calculado con forme expo 14.

£ = ~(235 1 r,.) (14 )

A considera,ao da imperfei,ao geometrica, por meio do fator de severidade ~), altera a forma da curva de determina9ao do momenta resistente. Essa nova curva come,a com

(MhJUIRdIMpl,li. 8Rd) igual it unidade para valores de ;tLT = 0 e vai diminuindo

progressivamente, sem 0 patamar entre k T = 0 e 1:LT = 0,4. Esse cfeito po de ser visto na

figura 6, onde se representa a curva para determina,ao do valor de calculo do momenta resistente a flambagem lateral em situa,ao de incendio correspondente a "nova proposta",

) obtida com 13 = 0.65, que e 0 valor propos to por Vila Real (Vila Real & Franssen 1999, 200 I) e mais tarde confirmado por Piloto (Piloto 2000) .

........... -;-............. ! ...... . · .. · .. · .. ···;········_· .. ·r····

0.6

, ; : ............. ! ............ ~ ..... ·······i··· ·········l··········_!····· .................... "? ···········-!-· ·············i····· ....... ~

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i ... +.: : ! .+ ............ : 0.4 .. ! .............. ~ ...... · .. ···i .... + .............. i

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02 ............ _._ ........... _ ........... " ........... - ........... :::;:::::,""""---J ... . i : ··· .... ·r·· .... ···· .. ·-i- ··

0.0 +--i--i---i----i--i---i--+--i--+---i 0.0 02 0.4 0.6 0.8 1.0 12 1.4 1.6 1.8 2.0

'IL1;e ,con

)

)

IV Scminarin Intcmucional "O Uso de Estmturas Mct:i.licas na Constrm;ao Civ il" c I Congrcsso Intcrnaciunal ua Cnnsl ruc;au lvlctaiica - I ClCOM

Figura 6 - Curva para a determina930 do valor de calculo do momento resistente em situac;ao de inccndio, conforme a "nova proposta" .

5.- RESULTADOS

Dada a limita930 de espac;o a figura 7(a, b, c, d) apresenta os resultados obtidos apenas para alguns dos perfis utilizados para 0 c<ilculo do momenta fletor resistentc de vigas I de a90, sujeitas it flambagem lateral, em situa9ao de incendio, de acordo com as Ires metodologias citadas: EUROCODE 3 - parte 1.2, SA FIR e "nova proposta", para toda a gam a de perfis da serie europeia IPE em ac;o S235 if;, = 235MPa), submetidos a temperaturas compreendidas entre 200°C a 800°e.

--"Ee 3"

~ 1.2 ..... _ .. _ ... _._ ... _. ···;·········· .... r········_··· .. ···_·· ····T········· .. ··,·············,----"Nova proposta"

o "200 graus"

.6 "300 g raus "

D "400 gratis"

I "500 graus"

A "GOO gralls"

~ I.() +<::--+oi,.,---i' .............. i... ........... L ........... l... .... ....... ,

'" " 1 0.8 ............ ~ ... - ..... -.! ........ . _ ............. .

~ ~ ~

'"' ~

0.6 .............. ! ............. + ........ . "700 graus "

0.4 .............. - ... ~ ...• ... . 0 u800 graus" ~llIoo : :

, .• ot.''b 'I.~ , ..... j ............... ! .............. : 9 : : : .... ! ........... ... ! ............... !. 0.2 .. · .. ·t ........... + .. ,

! ; 0.0 +---+---+---+---+---;--i--+--+---+---i

OJ) 0.2 0.4 0.6 O.S 1.0 1.2 1.4 1.6 I.S 2.0

1.2

1.0

n.s

{J .6

0.4

0.2

IPEIOO

(a)

':' .............. , .............. ':' ...... · .. · .. ,···· .. · .. · .... 1 .... · .... · .. ··:-.... -

· ...... · .. · .... :·· .... · .. · .. ··~···· .. · .. · .. ·r .. ·· .. · .... ··;-· .. · .... · .... ·t .. · ... .. .. . 'Cr ~ . ... ......... + ............. ~ .i ..

, .. ............ -:- ........ : .....

.... .. i. .......

A LT JJ .o:."n.

--"Ee 3" -- "Nova proposta"

o "200 graus" .6 "300 graus" o u400 graus"

"500 graus" .6 "600 graus" • "700 graus" c "800 gral1s"

.... ~ .............. +..... 0: 0 .. .......... l. ............. :.;

i ·i· i : .. ! ...••• ~ ••• ~ .. ~.~~; ·f .......... · .. ·!

0.0 +--+--+--+--+--+--+--+--+--+---1 {j .O 0.2 0.4 0.6 O.M 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

IPE220 kr.u.nml

(b)

)

IV SCmin,'lrio Intcmacional" O Uso de Estmhlr.lS Mct:ilic.:l.s na Consrru<;:1o Civi l" c I Coogrcsso inrcrnncio nai da CllnstrlHra~l Mct:ilica - I (,TCOM

--!fEe3"

, ,. 1.2

--"Nova proposta"

~ 1.0 -k-.~--'----i"""" " ""'':''''''''''''''' :'' .......... _ ........ . i' 'Ot t 0 ~

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0,6

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o 11800 gTalls" ~ .

0.1 + .. , : ..j .......•.... ~ ........... ,! ... } ............ ,... . .•.......... j.

0.0 +----+-----+--f--+---+-----+--f--+--+--i 0.0 0.1 0.4 0.6 o.s LO 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

IPE 330 AtT.B.c,m.

(c)

--nEe3" -- "Nova proposta lt

1.2 ············r····· ...... ~ .............. : ....•........ .,. ............ _ ....... . o "200 grausll

1.0 k-=-'---j' .............. , .............. , ........... , .............. c ............. , 6. "300 gralls" a "400 gTaus"

"500 graus" a "600 graus"

"700 graus" c "800 graus"

i i

O.s ···Q •• · • •• ii~ .. · ........... l .............. ~ .............. i ............ ~ .......... .. i. ,

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0.0 +---+---+--t---+---+---i--i----+---+----j

0.2 .. · .. · .. · .... ·t· ........ · .. ·+ ........ · .... ·1 .. ··· .. · .. ··j ......... .. .. , .............. .

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

JPE450 AtT.O,c:llm

(d)

Figura 7 - Resultados obtidos do calculo do momento tletor resistente de vigas I de 390, sujeitas a tlambagem lateral, em situa9ao de ind:ndio, de acordo com 0 EUROCODE 3 - parte 1.2,0 programa SAFIR e "nova proposta".

Pode-se no tar que para perfis mais pesados e temperatura mais altas. menores serno os valores do momento resistente relativo obtidos a partir do SAFIR Nota-se tambem que a curva preconizada pelo EUROCODE 3 - parte 1.2 apresenta urn nivel de seguran,a inferior, em rela,ao aos resultados obtidos por intenncdio do SAFIR, principalmente para pequcnas esbeltezes. Os valores obtidos pela "nova proposta" respeitam com maior precisao os determinados a partir do SAFIR.

6.- CONCLUSOES

Apresentou-se neste trabalbo os resultados de amilise numerica de vigas "I" de a,o sujeitas a flambagem lateral, em situa,ao de inccndio, tendo por base 0 programa SAFIR.

)

IV Scm in.irio lnternacional "0 Usn lie Estmtur3s Metalicas na ConsrnH; iio Civil" c I Congrcsso Intc rn~lciollallla Cllllstrm;5.o Mct:ilica - I CICON!

A capacidade desse codigo foi com parada com os resultados anallticos obtidos segundo urn metodo simplificado de dimensionamento apresent"do pela norma curopeia, EUROCODE 3 -parte 1.2. A metodologia de calculo e praticamcnte a mesma recomendada para temperatura ambiente, exceto que, a altas temperaturas, a resistencia ao escoamento (j),) c 0 modulo de elasticidade longitudinal (E) , sao reduzidos por meio dos fatores (ky.Bl e (kE.Bl, respectivamente. Comparando os resultados dessas duas amilises, pode-se notar que a curva preconizada pelo EUROCODE 3 - pm1e 1.2 apresenta urn nivel de seguran,a inferior, em rela,ao aos resultados obtidos por intermedio do SAFIR, principalmente para pcquenas esbcltezes. Em alternativa II proposta atual do Eurocode 3 - parte 1.2, e dada a inseguran,a que esta apresenta, esti! em considera,ao uma "nova proposta", a qual tambem aqui se analisou, tendo­se verificado no entanto que apesar de mais segura continua a apresentar resultados acima dos valores obtidos numericamente. Teria sido possivel ajustar a curva da "nova proposta" por meio do fator de severidade (\3) de maneira a que os valores numericos se situassem acima daquela curva. No entanto, dado que os resultados numericos sc obtiveram considerando 0

efeito conjunto da imperfei,ao geometrica e das tensoes residuais atuando em simultaneo com os seus valores maximos, e de prever que na realidade esta simultaneidade nao ocorra, situando-se a resistencia a flambagem lateral obtida numericamente mais proxima da curva da "nova proposta" aqui analisada. Assim sugere-se, para a "nova lToposta", a manuten,ao do valor de 0,65 para 0 fator de severidade (~) proposto (Vila Real & Franssen 1999,2001).

7.- AGRAD ECIMEN TO

Trabalho financiado pel a FCT - Funda,ao para a Ciencia e a Tecnologia, de Portugal, no ambito de urn projecto PRAXIS XXI intitulado "Ellcllrvadlll"U Lateral de Vigas MettiliclIs em Sitrtar,:iio de lllce.rdid', no qual e consultor 0 Prof. Jean-Marc Franssen da Universidade de Liege.

8. - REFERENCIAS

ECCS - EUROPEAN CONVENTION FOR CONSTRUCTIONAL STEEL WORK 1984. Technical Committee 8 - Structural Stability. Technical Working Group 8.2 - System. Ultimate Limit State Calculation of Sway Frames with Rigid Joints. First Edition. EUROPEAN STANDARD EUROCODE. 1992. ENV 1993-1-1. EUROCODE 3: Design of

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IV Scmin.irio lntcmacional "0 Usa ti c Estmt1lms Mer6.J icas na Constnu;ao Civil" c I Congrcs !\o intcrnacionaJ tla Constrw; fio lvktilica - I etCOM

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