Comportamento de ligações entre vigas e pilares de secção tubular em situação de incêndio

Abstract

Os perfis metálicos de secção tubular (circular, quadrada ou retangular) apresentam enormes vantagens do ponto de vista estrutural, durabilidade e resistência contra incêndios quando comparados com os perfis de secção aberta. Contudo, são bastante penalizados por causa das dificuldades associadas ao cálculo e dimensionamento e execução das ligações. A norma EN 1993-1-8 é a base do dimensionamento de ligações por toda a Europa. Esta é especificada para o dimensionamento de ligações aparafusadas e soldadas entre perfis metálicos de secção aberta. Mas quando se trata da aplicação a ligações aparafusadas entre perfis tubulares a norma EN 1993-1-8 torna-se dispensável, o que acontece com a tipologia da presente tese. Cada vez mais se tem optado pelo uso de perfis tubulares em estruturas metálicas, o que tem justificado o aumento do número de estudos no âmbito das ligações entre perfis deste tipo. Tais estudos têm de ter em conta o processo de execução, a segurança e a minimização do custo de fabrico. Para tal no âmbito de um projeto europeu (FRAMEUP), que está em curso no Departamento de Engenharia Civil da FCTUC foi feito um conjunto de ensaios experimentais estáticos e cíclicos, à temperatura ambiente e ao fogo, para avaliar o comportamento de uma nova tipologia de ligação entre vigas e pilares, ambos constituídos por secções tubulares. Neste projeto pretende-se ainda desenvolver modelos numéricos e analíticos através do método das componentes para caracterizar adequadamente o comportamento desta tipologia de ligação, em particular das novas componentes. A presente tese pretende caracterizar a ligação em estudo quando sujeita a incêndio. Para tal é necessário identificar e caracterizar as componentes da ligação à temperatura ambiente, utilizando estudos já efetuados e possíveis relações com a norma em vigor. Posteriormente é efetuado o cálculo da resistência das componentes sujeitas a cargas térmicas utilizando a norma EN 1993-1-2, confrontando os resultados obtidos com o verificado experimentalmente

Hollow metallic section shapes (circular, square or rectangular) present large structural, durability and fire resistance advantages in comparison with open section shapes. However, they are rather penalized because of the difficulties associated with the calculation and the connection design. The European regulation that defines the connection design is the EN 1993-1-8. This regulation is specific for the design of bolted and welded connections between open section metallic shapes. But regarding bolted connections between hollow section shapes this regulation is not applied, which with the typology of this thesis. The use of hollow sections on metallic structures has increased in the last years, which justifies the number of studies conducted to understand and optimize the connections between this type of sections. These studies must consider the execution process, safety and fabrication costs. Within the framework of a European project (FRAMEUP), which is underway in the Civil Engineering Department of FCTUC, a set of static and cyclic experimental tests was performed, at fire and room temperature, to evaluate the behaviour of a new column-beam connection typology, both of hollow section. This project also intends to develop numerical and analytical models based on the component method to characterize the behaviour of this connection typology. This thesis aims to characterize the referred connection when submitted to a fire hazard. As such it is necessary to identify and characterize the connection components at room temperature, using previous studies e possible relations with the current regulation. And then perform the necessary calculations for the component resistance submitted to thermic loads using the EN 1993-1-2, comparing the results obtained with the experimental tests.