Estudo numérico de arcos metálicos sob temperaturas elevadas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Queiroz, Luis Henrique Aragão Alves de
Orientador(a): Silveira, Ricardo Azoubel da Mota
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Construção metálica - arcos metálicos e mistos
Arcos - análise térmica
Metais a altas temperaturas
SAFIR - software
Link de acesso: https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20209
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Queiroz, Luis Henrique Aragão Alves deSilveira, Ricardo Azoubel da MotaFerreira, Walnório GraçaMaximiano, Dalilah PiresSilveira, Ricardo Azoubel da Mota2025-06-03T21:05:05Z2025QUEIROZ, Luis Henrique Aragão Alves de. Estudo numérico de arcos metálicos sob temperaturas elevadas. 2025. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2025.https://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/20209Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Arcos são estruturas amplamente utilizadas para vencer grandes vãos, pois sua geometria curva contribui para um aumento significativo da resistência estrutural. No entanto, esses sistemas apresentam um comportamento altamente não linear, o que torna essencial a consideração de diferentes fontes de não linearidade em formulações numéricas. Em situações de incêndio, a complexidade da análise estrutural dos arcos aumenta, pois as propriedades físicas e mecânicas do aço sofrem alterações significativas devido à exposição ao calor. O módulo de elasticidade e a tensão de escoamento, por exemplo, são fortemente influenciados pela elevação da temperatura, impactando diretamente a capacidade de resistência da estrutura. Os arcos são geralmente classificados com base na relação entre altura e vão, conhecida como razão f/L. Essa razão pode ter uma influência significativa na resistência do arco. Para arcos de mesmo comprimento S, quanto maior o valor de f/L, maior tende a ser sua resistência estrutural. Além desse comportamento intrínseco, as condições de contorno e o tipo de carregamento aplicado também desempenham um papel fundamental no desempenho do arco sob diferentes situações de solicitação. Diante desse contexto, o presente trabalho tem como objetivo analisar, por meio do método dos elementos finitos, o comportamento térmico e termoestrutural de arcos metálicos e mistos aço-concreto sob condições de temperaturas elevadas. Para isso, os modelos numéricos serão desenvolvidos utilizando o software SAFIR® , e os resultados das análises térmica e termoestrutural serão validados com base em dados disponíveis na literatura, sejam eles experimentais ou numéricos. Adicionalmente, serão realizadas análises paramétricas para avaliar a influência das condições de contorno e dos diferentes tipos de carregamento no desempenho dos arcos em cenários críticos, como os de incêndio. Essa abordagem permitirá uma compreensão mais aprofundada dos fatores que afetam a estabilidade e a segurança dessas estruturas em situações extremas.Arches are widely used structural systems for spanning large distances, as their curved geometry significantly enhances load-bearing capacity and overall structural efficiency. However, these systems exhibit highly nonlinear behavior, necessitating the consideration of multiple sources of nonlinearity in numerical modeling. Under fire conditions, the structural analysis of arches becomes even more complex due to the significant alterations in the physical and mechanical properties of steel when exposed to high temperatures. Specifically, elevated temperatures adversely affect the modulus of elasticity and yield strength, directly influencing the structural integrity and load-bearing capacity of the arch. Arches are typically classified based on the ratio between height and span, known as the f/L ratio. This ratio plays a crucial role in determining the arch’s resistance. For arches of the same length S, a higher f/L ratio generally results in greater structural strength. In addition to this intrinsic characteristic, boundary conditions and loading configurations significantly influence the arch’s behavior, especially under extreme thermal and mechanical stresses. In this context, the present study aims to investigate the thermal and thermo-structural behavior of steel and composite arches exposed to fire using the finite element method. Numerical models will be developed using SAFIR® software, and the results from both thermal and thermo-structural analyses will be validated against available literature data, including experimental and numerical findings. Furthermore, parametric studies will be conducted to evaluate the effects of boundary conditions and loading variations on the fire performance of steel arches. This approach will contribute to a deeper understanding of the key factors affecting the stability and safety of these structures in fire scenarios, offering valuable insights for fire-resistant design and structural resilience.Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United Stateshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 05/05/2025 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessConstrução metálica - arcos metálicos e mistosArcos - análise térmicaMetais a altas temperaturasSAFIR - softwareEstudo numérico de arcos metálicos sob temperaturas elevadas.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOPORIGINALDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdfDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdfapplication/pdf4375033https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/d18845ac-9ae4-48bb-9a3a-958c920fe0e2/downloadb4b39a4d9bb5144215b10ed4b9a85f96MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/ce4f5730-c053-4f87-ad40-a2b0862299b4/download2f656a26de8af8c32aaacd5e2a33538cMD52falseAnonymousREADTEXTDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdf.txtDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdf.txtExtracted texttext/plain103710https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/2abb5664-7c69-4660-b9a9-943969cad305/download8ca3671ab96afa798ff50b08d4230c9aMD54falseAnonymousREADTHUMBNAILDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdf.jpgDISSERTAÇÃO_EstudosNuméricosArcos.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3856https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/9b2c2aa4-6816-4856-b5d1-06de7d5263ff/downloadb9a166540ee8730cb6897233a91fc2c3MD55falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://www.repositorio.ufop.br/bitstreams/33b22722-1735-45a3-bd00-6fe6c0fc9d6e/downloadbb9bdc0b3349e4284e09149f943790b4MD53falseAnonymousREAD123456789/202092025-06-03 18:05:18.965http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/abertoopen.accessoai:repositorio.ufop.br:123456789/20209https://www.repositorio.ufop.brRepositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332025-06-03T21:05:18Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)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