MODELO NUMÉRICO TRIDIMENSIONAL PARA A VERIFICAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
Revista FLAMMAE
MODELO NUMÉRICO TRIDIMENSIONAL PARA A VERIFICAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE VIGAS DE CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
Autor Correspondente: Gabriela Bandeira de Melo Lins de Albuquerque | [email protected]
Palavras-chave: Concreto armado; Incêndio; Viga; Análise numérica; Método dos elementos finitos.
Resumos Cadastrados
Resumo Português:
Este artigo apresenta um modelo numérico 3D para a análise do comportamento termestrutural de vigas de concreto armado simplesmente apoiadas e com restrições axial e rotacional em situação de incêndio. As características do modelo, concebido mediante o programa de elementos finitos DIANA, foram estipuladas com o propósito de simular as vigas submetidas a ensaios experimentais pelos autores desta pesquisa. A fissuração do concreto, o seu amolecimento face a esforços de compressão e tração e a colaboração à tração do concreto entre fissuras representam alguns dos fenômenos assumidos na modelagem. Consideraram-se tanto armaduras longitudinais quanto transversais, além do material isolante aplicado nas vigas ensaiadas. Admitiu-se a ação do fogo pela variação de propriedades térmicas e mecânicas dos materiais com a temperatura. Essas propriedades são aqui especificadas, bem como os modelos constitutivos adotados. Além disso, discutem-se aspectos relacionados à definição da geometria do modelo, condições de apoio e de contorno, dimensão e tipos de elementos da malha e critérios para a concepção das análises não lineares. O modelo numérico se mostrou coerente à investigação proposta, uma vez que os seus resultados de temperaturas, flechas, forças de restrição axiais, resistências ao fogo e modos de ruptura foram similares aos obtidos de modo experimental.
Resumo Inglês:
This paper presents a 3D numerical model for the analysis of the thermal and structural behavior of reinforced concrete beams in fire, both simply supported and with axial and rotational restraints. The characteristics of the model created with the finite element software DIANA were defined in order to simulate the beams submitted to experimental tests by the authors of this research. The cracking of concrete, its compression and tension softening, as well as the tension stiffening of the concrete between cracks represent some phenomena assumed in the modelling. Longitudinal reinforcements and stirrups were considered along with the insulation material applied to the tested beams. Fire action was admitted by the variation with temperature of the thermal and mechanical properties of the materials. These properties are specified herein together with the constitutive models adopted. In addition, aspects related with the definition of model geometry, support and boundary conditions, types and size of mesh elements and criteria to run the nonlinear structural analyses are discussed. The numerical model proved to be accurate for the proposed study, since its results in terms of temperatures, vertical displacements, axial restraint forces, fire resistances and failure modes were similar to those obtained experimentally.
