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Análises numérica e experimental de perfis de aço formados a frio comprimidos submetidos à temperaturas...
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Primeiramente, serão realizadas investigações numéricas de caráter exploratório, etapa 1,
cujo objetivo é estudar o comportamento de barras de aço formadas a frio submetidas à compressão
em temperaturas elevadas, identificando possíveis modos de falhas característicos deste elemento
estrutural, bem como sinalizar aspectos de interesse a serem observados nas investigações
experimentais.
Em seguida realizar-se-ão investigações experimentais, etapa 2, em que serão ensaiados
perfis de aço formados a frio com seção U simples e, eventualmente U enrijecido, com dimensões das
seções e comprimentos efetivos previamente estabelecidos, comprimentos estes que representem de
maneira geral a gama de comprimentos plausíveis de serem encontrados na prática da construção.
Os resultados experimentais obtidos servirão de referencial para calibração dos modelos numéricos
construídos.
Na seqüência, etapa 3, os resultados da investigação experimental serão confrontados com
aqueles obtidos numericamente na fase exploratória, etapa 1, avaliando a capacidade do modelo
numérico em reproduzir o comportamento do elemento estrutural de forma satisfatória.
De posse dos modelos numéricos aferidos mediante resultados experimentais, parte-se para a
última etapa de análises, etapa 4, que será realizada em caráter estritamente numérico e analítico.
Esta etapa compreende: (i) análises paramétricas, com objetivo de avaliar a redução da força última
das barras quando submetidas a elevadas temperaturas para alguns valores de comprimento efetivo e
esbeltez local; (ii) análises de sensibilidade às imperfeições geométricas, para avaliar a influência das
imperfeições geométricas na resposta estrutural de barras comprimidas submetidas a temperaturas
elevadas; e (iii) Avaliação dos procedimentos de cálculo da NBR 14762:2001, cuja finalidade é
examinar se o procedimento de cálculo para perfis formados a frio submetidos à compressão em
temperatura ambiente apresentados na ABNT NBR 14762:2001 pode ser utilizado para dimensionar
barra comprimidas em temperaturas elevadas, mediante alterações na resistência ao escoamento e
módulo de elasticidade por fatores de redução de resistência.
3 DESENVOLVIMENTO
3.1 Análise experimental
O desenvolvimento do programa experimental está inicialmente previsto para ser realizado no
laboratório de Estruturas da UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas, no qual está instalado
um forno para altas temperaturas (até aproximadamente 1200 ºC) acoplado a uma prensa com
capacidade de carga de até 500 toneladas, conforme ilustra a Figura 2. Todavia, é possível que tal
programa seja desenvolvido no próprio laboratório de estruturas da EESC - Escola de engenharia de
São Carlos, tendo em vista que o projeto temático FAPESP: 2006/06742-5 intitulado: SEGURANÇA
DAS ESTRUTURAS EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO contempla a construção de um forno nas
instalações da EESC.
A condição de vinculação a ser adotada será birotulada e a força de compressão será
admitida concentrada e centrada. Serão contempladas as seguintes etapas no programa
experimental:
I) Primeiramente realizar-se-ão ensaios preliminares em temperatura ambiente, para fins de
determinar a força última resistente das barras comprimidas, que será usado como valor referencial
para os ensaios em temperatura elevadas.
II) Posteriormente, serão realizados ensaios para determinar a redução da resistência sofrida pelas
barras comprimidas quando submetidas a temperaturas elevadas.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 11, n. 53, p. 99-103, 2009