Análise térmica de seções transversais em situação de incêndio via método dos elementos finitos
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Data
2022-03-31
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Editor
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
Resumo
Nos projetos de edificações, independentemente do material utilizado, os elementos
estruturais, além de serem dimensionados para resistir aos esforços atuantes à
temperatura ambiente, devem ser avaliados também em situação de incêndio. Em
temperaturas elevadas, ocorre a degradação progressiva das propriedades físicas e
mecânicas dos materiais, resultando na perda de resistência e rigidez das peças
estruturais. A distribuição e a evolução da temperatura nas seções transversais
podem ser determinadas por métodos avançados de análise, baseados nas
hipóteses da transferência de calor. O trabalho tem como objetivo realizar o estudo
da evolução da temperatura nas seções transversais de elementos estruturais de
aço, concreto e mistos aço/concreto, submetidas à ação do fogo por meio de uma
análise térmica avançada. Dessa forma, foi desenvolvido um programa
computacional, escrito em linguagem Fortran 90/95, capaz de realizar a análise
térmica em regimes permanente (estacionário) e transiente de elementos
bidimensionais, considerando o elemento finito triangular linear com 3 nós. Para
validar a eficiência do programa de análise térmica e sua futura inserção no
programa para análise termo-estrutural, exemplos numéricos são apresentados, sem
e com revestimento térmico, sujeitos a diferentes condições de exposição ao fogo.
Os resultados da distribuição da temperatura em função do tempo foram
satisfatórios quando comparados com os resultados disponíveis da literatura e pelos
softwares Ansys 2021 R1 e SAFIR 2014.a.1, evidenciando o bom desempenho do
programa computacional desenvolvido.
Descrição
Palavras-chave
Incêndios - Temperatura, Análise térmica, Transferência de calor, Métodos dos elementos finitos