Simulaςão de Colunas de Aςo de Paredes Finas com Modo de Falha Distorcional Sob Incêndio

Abstract

A crescente demanda por construções de baixo custo e elevado desempenho construtivo-estrututural impulsionaram a indústria do aço a buscar e empregar diferentes configurações de perfis formados a frio (PFF) em construções de edificações (industrial ou residencial). Em paralelo, o desenvolvimento de metodologias sofisticadas de análise numéricacomputacional também contribui de forma bastante positiva na obtenção de sistemas estruturais versáteis e com “ótima” relação resistência-peso. No entanto, poucos estudos se destinam à avaliação do comportamento deste tipo de construção para condições de incêndio. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo principal a avaliação de resultados de uma investigação numérica-computacional, sobre: (i) flambagem distorcional, (ii) comportamento de pós-flambagem e, (iii) resistência última de colunas em PFF submetidas a compressão concêntrica e temperaturas elevadas, decorrentes de incêndios. As análises numéricas são realizadas com auxílio do código comercial ANSYS, segundo MEF (Método dos Elementos Finitos), com emprego de elementos de casca, onde a influência da consideração de imperfeições geométricas iniciais é levada em consideração nas análises. A variação das propriedades mecânicas de aços estruturais em função da temperatura do perfil é levada em consideração nas simulações desenvolvidas, segundo modelos característicos de tensãodeformação-temperatura preconizados pela parte 1.2 do Eurocode 3. O mecanismo de colapso das colunas é computado segundo uma estratégia de análise estacionária (“steady-state”) com emprego de técnicas de soluções com controle de arco (“arc-length”). Os resultados obtidos para carga de falha são utilizados em uma avaliação preliminar sobre a aplicabilidade do Método da Resistência Direta (MRD) na estimativa da capacidade de carga de colunas fixas e apoiadas, falhando em modo distorcional, sob condições de incêndio.