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Desenvolvimento e aplicação de código computacional para análise de estruturas de aço em situação de incêndio
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3 DESENVOLVIMENTO
Uma primeira etapa, já concluída, consistiu na elaboração de código para análise térmica
bidimensional da seção transversal de elementos estruturais, que poderá ser empregado em
problemas além daqueles voltados à engenharia de segurança contra incêndio, por meio da definição
de ações térmicas genéricas de geração de calor interno, fluxo de calor, convecção e radiação. Tal
código é denominado genericamente por CAT.
Uma segunda etapa consistirá na elaboração de código para transferência do campo de
temperaturas para análises acopladas com códigos computacionais de análise estrutural,
desenvolvidos ou em desenvolvimento pelo GMEC (Grupo de Mecânica Computacional do
Departamento de Engenharia de Estruturas da EESC/USP). Além disso, esta mesma etapa prevê a
adaptação dos modelos constitutivos de tais códigos computacionais para lidar com as curvas tensãodeformação
típicas das análises de estruturas em situação de incêndio.
Uma terceira etapa tratará da validação dos códigos e da aplicação destes em análises de
estruturas em situação de incêndio, considerando, quando possível, sua aplicação em estudos de
casos de edificações reais já construídas ou em construção, para fins de verificação do mesmo em
casos voltados à prática das construções.
4 RESULTADOS OBTIDOS
Neste item apresentam-se os resultados obtidos com o código para análises térmicas (CAT)
em um exemplo de validação. O exemplo de validação trata da análise térmica de uma viga aço,
constituída por perfis formados a frio de aço com seção transversal tipo “caixão”, sob laje de concreto
e sobre parede de alvenaria em situação de incêndio-padrão, analisada em REGOBELLO, MUNAIAR
NETO e SILVA (2007). A análise térmica apresentada no referido trabalho foi efetuada com os
programas ANSYS e TCD v5.5 (ANDERBERG, 1997), cujos resultados serão confrontados com
aqueles obtidos com o CAT. A geometria da seção transversal da viga em questão, juntamente com a
alvenaria, é apresentada nas figuras 1a e 1b.
(a) (b) (c)
Figura 1 – Viga mista de aço e concreto: (a) Dimensões da seção transversal das vigas e (b) Esquema geral e
dimensão da laje e alvenaria.
A ação térmica na viga é determinada de acordo com a curva de incêndio-padrão ISO 834, cuja
exposição ao fogo é dada de acordo com a ilustração da figura 1b. As propriedades dos materiais e
condições de contorno aplicáveis podem ser vistas em REGOBELLO, MUNAIAR NETO e SILVA
(2007). A localização de alguns pontos de interesse para obtenção dos resultados de elevação de
temperatura na análise é apresentada na figura 1c e os resultados são apresentados nas figuras 2 e 3.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 11, n. 53, p. 93-97, 2009