Análise numérica de estruturas de aço, concreto e mistas em situação de incêndio

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-11T07:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tesecaldas2008.pdf: 3422899 bytes, checksum: 6b5793f94470a4ce8d7046f7237f58f1 (MD5) Previous issue date: 9Este trabalho apresenta o desenvolvimento e implementação de modelos numéricos nãolineares, para a análise térmica e mecânica de estruturas de aço, concreto e mistas de aço e concreto em situação de incêndio. Procedimentos para análise de transferência de calor, com base no método das diferenças finitas e elementos finitos, ao nível da seção transversal, fornecem a distribuição de temperatura da qual se pode obter a degradação das propriedades dos materiais submetidos ao incêndio. Um novo procedimento para análise da resistência de seções arbitrárias de vigas, colunas e lajes em situação de incêndio é apresentado. Um elemento de viga tridimensional, capaz de simularestruturas submetidas ao incêndio é implementado e testado. Para simular lajes de concreto em altas temperaturas, um elemento de casca composto por camadas com um modelo constitutivo de dano é introduzido. Finalmente, um elemento de mola para ligações semi-rígidas em situação de incêndio é desenvolvido e acoplado aos elementos de viga. Os modelos numéricos são validados por comparações com resultados numéricos e experimentais encontrados na literatura.This work presents the development and implementation of nonlinear numerical models for the thermal and mechanical analyses of steel, reinforced concrete and composite structures of steel and concrete subjected to fire. Heat transfer procedures, based on finite differences and finite elements at the cross section level, provide the temperaturedistribution from which the material degradation under fire may be assessed. A new procedure for the strength analysis of arbitrary cross sections of beam, columns and slabs under fire is presented. Three-dimensional beam-column element, able to simulate framed structures under fire action, are implemented and tested. To simulate reinforced concrete slabs under high temperatures, a layered shell finite element with a damage constitutive model is introduced. Finally, a spring element for semi-rigid connections under fire action is developed and coupled to the beam-column elements. The numerical schemes are validated by comparison with numerical and experimental results found in the literature