Análise paramétrica do dimensionamento de pilares tubulares de aço preenchidos com concreto em situação de incêndio.

RESUMO

Na verificação de elementos estruturais em situação de incêndio por meio de equações analíticas, e mesmo via modelagem numérica, normalmente são empregados parâmetros e propriedades dos materiais simplificados. Entretanto, os resultados obtidos podem ser bastante sensíveis ao grau de simplificação adotado pelo projetista ou mesmo conforme à escolha de uma ou outra opção de propriedade dos materiais envolvidos. No presente artigo foi apresentado um estudo de sensibilidade considerando a variação das propriedades dos materiais; visando auxiliar a escolha desses parâmetros dentre as diversas opções descritas na literatura. O estudo de sensibilidade foi elaborado para pilares compostos por tubos de aço de seção circular e quadrada, vazio e preenchidos com concreto, e com as propriedades do aço e concreto indicadas pelo Eurocode ou por normas brasileiras para o dimensionamento de estruturas em situação de incêndio. Também foi analisado o comportamento do modelo conforme variações no teor de umidade do concreto e variações da emissividade da superfície de aço exposta ao fogo. O estudo foi realizado em modelo numérico desenvolvido no software ABAQUS e os resultados obtidos demonstram que os valores de 0,7 e 0,8, recomendados na literatura para a emissividade resultante, são conservadores e a alternância entre esses dois valores não altera, significativamente, o campo de temperaturas na seção transversal do elemento estrutural. Já com relação ao teor de umidade do concreto foram verificadas alterações significativas no campo de temperaturas, inclusive na temperatura do tubo de aço, com a alternância deste parâmetro. Com relação às propriedades físicas e mecânicas dos materiais, o estudo de sensibilidade sugere a adoção dos valores obtidos a partir das equações sem simplificações apresentadas no Eurocode e com o valor do calor específico do concreto determinado conforme Eurocode 4.

Palavras-chave:
situação de incêndio; pilares; aço; concreto; modelos numéricos