Basic HTML Version
541
IBRACON Structures and Materials Journal • 2012 • vol. 5 • nº 4
A. E. P. G. A. JACINTHO | V. P. SILVA | J. A. V. REQUENA | R. C. C. LINTZ
| L. A. G. BARBOSA | L. L. PIMENTEL
da força normal resistente após serem submetidos a um incêndio.
Neste trabalho também foi determinada a distribuição de tem-
peraturas na seção transversal dos pilares ensaiados por meio
de análise numérica, realizada com o programa computacional
SuperTempcalc(ANDERBERG [2]).
Como pode ser visto na figura [2], para um caso genérico de pilar
misto preenchido com concreto, com aplicação de força constante
e variação da temperatura, no instante em que a curva de deslo-
camento axial versus tempo atinge o ponto de máximo (trecho I),
o tubo de aço está absorvendo praticamente todo o carregamento
aplicado. Após esse instante (trecho II), ele começa a perder ca-
pacidade resistente e plastificar, transferindo os esforços para o
concreto.
Dessa forma, utilizando um carregamento de 50% da capacidade
resistente da seção mista na temperatura de incêndio, não será
atingido esse pico de deformação do trecho I e em consequência
disso a não plastificação da seção. Os resultados dos ensaios à
temperatura ambiente foram obtidos em Simões[3], cujos protóti-
pos ensaiados tem dimensões idênticas à desta pesquisa.
3. Características dos pilares curtos
Foram feitos furos com diâmetros de 3/16’’ nos tubos de aço, an-
tes da concretagem, cujo objetivo foi permitir a passagem dos ter-
mopares em pontos internos padronizados para todos os ensaios,
conforme a figura [3]. Após a cura, os assessórios utilizados para
impedir o fechamento dos furos durante a concretagem foram re-
movidos deixando-os livres para passagem dos termopares.
Foram fixados 5 termopares para cada modelo, sendo dois no nú-
cleo do concreto, dois na interface entre o aço e o concreto e um
na superfície externa do tubo de aço.
4. Ambiente e equipamentos
O ambiente para o desenvolvimento dos ensaios foi o Laborató-
rio de Estruturas da Universidade Estadual de Campinas. Para
diâmetro do pilar, tipo de concreto, espessura do tubo de aço, re-
sistência do aço e resistência do concreto.
O objetivo principal desta pesquisa foi analisar qual a perda da ca-
pacidade resistente dos pilares curtos, após serem submetidos a
um incêndio, sendo pilares curtos aqueles em que a força normal
resistente não é afetada pela sua esbeltez. Para isso estudou-se
o comportamento de pilares mistos curtos de aço e concreto por
meio de ensaios experimentais físicos, verificando a elevação da
temperatura em pontos internos e superficiais desses pilares até
30 e 60 minutos de temperatura conforme curvas de elevação de
temperatura próximas à curva ISO 834[1], conforme mostra a figu-
ra [1]. O pré-aquecimento de 200ºC se fazia necessário para que
o forno seguisse a curva ISO 834[1] após atingir esta temperatura.
2. Metodologia da pesquisa experimental
A resistência à compressão média do concreto foi de 28MPa, com
módulo de elasticidade igual a 22.975MPa. A altura dos tubos,
30cm, foi a mesma para todos os modelos.
Para a denominação das séries estudadas, diferenciaram-se os
modelos conforme o carregamento (C com carregamento e S sem
carregamento – foram feitos 2 pilares com carregamento e 1 sem
carregamento para cada tipo de tubo), e a espessura do tubo utiliza-
do (6mm, 8mm e 6,3mm) e ainda se o tempo de exposição às altas
temperaturas era de 30 min ou de 60 min. Os modelos estudados
foram agrupados em séries da forma apresentada na tabela [1].
Foram aplicadas forças centradas com intensidade de 50% da for-
ça normal resistente da seção mista a altas temperaturas, durante
o processo de aquecimento. Essa força resistente foi obtida para
cada modelo, com o uso do programa SuperTempcalc (ANDER-
BERG [2]). Os modelos eram carregados antes do aquecimento
com carregamento monotônico e assim permaneciam até atingida a
temperatura no tempo fixado. Então os modelos eram esfriados até
a temperatura ambiente e submetidos a ensaios estáticos de apli-
cação de força, até sua ruína. Com isso visou-se avaliar a redução
Figura 2 – Deslocamento axial como
função do tempo de exposição (KODUR[4])
Figura 3 – Posicionamento dos termopares