Cálculo Automático do Comportamento de Estruturas Metálicas ao Fogo
13 Julho, 2011.
A utilização de programas de cálculo automático de análise térmica e mecânica de perfis metálicos submetidos a altas temperaturas, nomeadamente sujeitos a um incêndio, permite-nos avaliar facilmente a evolução das temperaturas nesses elementos, bem como ainda analisar o campo de tensões a que vão estar sujeitos.
Pode considerar-se que as preocupações de segurança contra incêndio num edifício se referem a determinados objectivos, que se consideram fundamentais:
- A protecção das vidas dos ocupantes do edifício, bem como quem actua em caso de sinistro;
- A protecção dos bens existentes no edifício e actividades que nele se desenrolam;
- A protecção do próprio edifício contra danos de incêndios que possam deflagrar nele ou em edifícios vizinhos;
- A protecção e defesa do meio ambiente.
É necessário então limitar o risco de ocorrência de incêndio, praticando determinados níveis de segurança conforme o rigor de controlo imposto. A limitação do risco, com o objectivo de obter mais segurança, pode fazer-se adoptando critérios de prevenção e de protecção, ou medidas que produzam estes efeitos.
A regulamentação de segurança contra incêndio visa particularmente limitar a existência deste risco, especificando por exemplo as resistências ao fogo que os elementos de construção devem ter nas diversas situações ( localização no edifício, tipo e altura do mesmo e ocupação).
Todos os problemas inerentes à concepção, ao cálculo, protecção de estruturas, deverão ser analisados em conjunto para que soluções óptimas sejam tomadas. É assim importante o papel que o projectista desempenha. De qualquer forma, todas as responsabilidades inerentes ao projecto deverão ser apoiadas em especificações de regulamentações e normas técnicas.
O método dos elementos finitos foi inicialmente concebido por engenheiros em 1950 na análise de sistemas estruturais de aviões utilizando o emergente computador digital científico. É um método de discretização que permite a conversão de um modelo continuo num modelo discreto aproximado. Este método origina uma solução aproximada das equações diferenciais, transformadas em equações algébricas.
Na modelação numérica do comportamento termo-mecânico de perfis metálicos sujeitos à acção do fogo, devem ter-se em conta a análise e cálculo da distribuição da temperatura num corpo sólido, as leis gerais da transmissão de calor por condução, convecção e radiação, a equação de calor e suas condições iniciais e de fronteira. Estes parâmetros permitem efectuar uma análise linear e não-linear em regime transiente.
É de salientar a significativa influência das propriedades mecânicas do aço com a temperatura, conforme os Eurocódigos, na verificação de estados de tensão em perfis metálicos submetidos à acção do fogo, em regime transiente e termo-elastoplástico.
Autor: Elza Maria Morais Fonseca
Excerto Adaptado
Imagens: Purdue University, Ariete Foundation
