AbstractsBiology & Animal Science

Robustness of open car parks under localised fire

by Cécile Haremza




Institution: Universidade de Coimbra
Department:
Year: 2015
Keywords: Ligação mista aço-betão; Incêndio localizado; Interacção momento flector-esforço axial; Ensaios experimentais; Análises numéricas; Steel-concrete joint; Localised fire; Bending moment-axial force interaction; Experimental tests; Numerical analysis
Record ID: 1320434
Full text PDF: http://hdl.handle.net/10316/27324


Abstract

O número crescente de carros a circularem na Europa nas últimas décadas, bem como o aumento de grandes centros comerciais, aeroportos e estações ferroviárias, aumentou consideravelmente o número de parques de estacionamento abertos. Uma maneira fácil e de baixo custo para a construção é a utilização de uma estrutura mista aço-betão. Em situação de incêndio, a combustão generalizada (flash-over) é improvável de ocorrer nesses espaços abertos, e devem ser considerados incêndios localizados. Um incêndio localizado, que se desenvolve num parque de estacionamento misto sem protecção contra incêndio, conduz ao aquecimento dos elementos estruturais mais próximos do incêndio: ligações, vigas e colunas. O colapso de uma coluna sujeita a incêndio localizado provoca grandes deslocamentos verticais nos andares superiores. Para atingir um equilíbrio nesta configuração deformada, e assim evitar o colapso progressivo do edifício, desenvolvem-se forças de membrana nas lajes e nas vigas. Portanto, durante este evento, as ligações viga-coluna estão sujeitas a sequências particulares de carregamento, envolvendo principalmente momentos flectores e esforços axiais. Essas ligações devem resistir à nova distribuição de esforços e ter ductilidade suficiente para poder sustentar grandes rotações, sem rupturas. Para tal, a estrutura deve ser dimensionada tendo em conta a robustez necessária para este evento acidental. O trabalho de investigação apresentado nesta tese está inserido no projecto Europeu RFCS ROBUSTFIRE, e no projecto Nacional IMPACTFIRE. As diversas fases deste trabalho estão relacionadas com um caso de estudo que envolve uma configuração estrutural de um edifício típico de parque de estacionamento aberto. O cenário considerado é o colapso de uma coluna devido a um incêndio localizado (combustão de veículos), e são consideradas as restrições axiais devidas à estrutura não afectada pelo incêndio. Este trabalho tem como principal objectivo o estudo detalhado do comportamento de uma ligação mista aço-betão viga-coluna com placa de extremidade, aquecida pelo incêndio localizado, quando está sujeita a momentos flectores e esforços axiais variáveis. Numa fase inicial, realiza-se uma revisão das regras práticas actuais, e o estado da arte sobre a concepção e avaliação de parques de estacionamento abertos sujeitos a um incêndio localizado. Em seguida, a investigação centra-se em estudos experimentais, numéricos e analíticos: i) Realizam-se sete ensaios experimentais em ligações mistas aço-betão viga-pilar sob diferentes combinações de momentos flectores e esforços axiais, considerando não só condições isotérmicas, mas também um cenário de temperatura transitória. ii) Desenvolvem-se modelos numéricos 3D detalhados da ligação mista, de forma a reproduzir os ensaios experimentais. iii) Finalmente, é estudado a influência de alguns parâmetros que afectam a robustez deste tipo de edifícios (tais como temperatura, vão da viga, tamanho da ligação, etc....), usando os modelos numéricos desenvolvidos e um procedimento analítico existente na…