Variação das propriedades mecânicas do aço com a temperatura

Abstract

Cenários recentes, tais como o incêndio nos armazéns do Chiado em 1998, o acidente e incêndio no World Trade Center em 2001 ou o incêndio num edifício em Broadgate em 1990, têm vindo a demonstrar a necessidade de se considerar o dimensionamento de edifícios em situações de incêndio, não só pela necessidade da consideração dessa nova solicitação, mas também pelo tipo de utilização da estrutura. No caso de edifícios em estrutura metálica, acresce ainda o problema da rápida degradação das propriedades mecânicas com o aumento da temperatura, da elevada esbelteza das secções (ex: λ ≈ 80 para um HEB 240 da classe S355 com 5 metros) e da elevada condutibilidade térmica do aço (52,9 W/mK). De forma a contribuir para o estudo da temática referida, está em curso na Universidade de Coimbra um projecto de investigação, Impactfire PTDC/ECM/110807/2009, cujo objectivo principal é caracterizar o comportamento de ligações metálicas quando sujeitas a cargas acidentais, nomeadamente impacto e incêndio. O trabalho apresentado nesta tese insere-se nesse projecto e tem como principal objectivo a caracterização da degradação das propriedades mecânicas do aço com o aumento da temperatura. Para um melhor conhecimento destes aspectos procedeu-se, numa fase inicial, a uma pesquisa exaustiva e análise da regulamentação vigente, assim como de diversas publicações na área. De seguida, realizou-se um tratamento estatístico de resultados obtidos em ensaios de provetes metálicos, em regime estacionário, a temperaturas elevadas já realizados por outros investigadores no Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Numa 3ª fase, realizou-se uma nova campanha experimental com classes de resistência e qualidades de aço diferentes das anteriores. Esta campanha experimental serviu para avaliar a degradação das propriedades mecânicas dos aços utilizados no projecto Impactfire (tarefa 2). Os resultados aqui obtidos serão directamente utilizados para a calibração dos modelos numéricos em curso na tarefa 4 deste projecto. Por fim, os resultados obtidos nestes ensaios foram comparados com os resultados já existentes e com as propostas regulamentares.