Sobre a fluência dos aços estruturais em situação de incêndio. - Manieri, Arthur Hortencio (2021)
O dimensionamento de estruturas de aço à temperatura ambiente não precisa levar em conta os efeitos da fluência. Isso é devido ao pouco ou nenhum efeito sobre o desempenho das estruturas de aço nessas condições. No entanto, sob condições de incêndio, deformações por fluência podem ser severas à medida que a temperatura exceda 30% a 40% do ponto de fusão do material. A magnitude das deformações por fluência é fortemente influenciada pela temperatura, tensão e tempo. A literatura disponível sobre o desempenho de vigas de aço, biengastadas ou biapoiadas, em situação de incêndio, não aborda explicitamente as deformações por fluência durante os períodos de aquecimento e resfriamento do aço. Nesta Dissertação de Mestrado, o efeito das deformações por fluência em elementos de aço é investigado por meio de um extenso estudo sobre os modelos de fluência disponíveis, um Estado da Arte que aborda os últimos 100 anos de pesquisa sobre a fluência no aço e nos metais, e uma modelagem computacional de uma estrutura simples de aço estrutural, realizada com o auxílio da ferramenta computacional ANSYS. Na modelagem computacional, propriedades mecânicas do aço ASTM A572 Grau 50, dadas pelo Eurocode 3 parte 1-2 (2005) e Poh (2001), são comparadas e aplicadas junto à um modelo de fluência proposto por Zienkiewicz e Cormeau (1974), com base no \"implicit time-hardening\", fornecido pelo ANSYS. O modelo de elementos finitos é avaliado em regimes de aquecimentos de temperatura constante e variável, considerando a curva-padrão ISO-834 (2014) e curvas temperatura-tempo de incêndio natural ou compartimentado, segundo Li e Guo (2008) e Eurocode 1 parte 1-2 (2002). Concluiu-se que o modelo material do Eurocode 3 parte 1-2 (2005) não atinge um resultado representativo quando se considera a curva temperatura-tempo de incêndio natural. As deformações por fluência atingem um valor limite brevemente após o aço atingir a temperatura máxima quando exposto a um incêndio natural compartimentado, diferentemente do que ocorre com a aplicação da curva-padrão ISO-834 (2014), viabilizando então o uso do aço em situação de incêndio. E, o grau de ventilação, carga de incêndio, fator de massividade e o tipo de revestimento contra fogo impactam no comportamento da curva de fluência, demonstrando que a variável da temperatura é mais influente na fluência do que as variáveis do tempo e tensão.