Simulação numérica do comportamento de lajes mistas de aço e concreto em situação de incêndio - Ferreira Filho, Elisson Bilheiro (2019)
As lajes mistas de aço e concreto são elementos estruturais constituídos por uma fôrma de aço nervurada conformada a frio, sobre a qual se lança o concreto. Esse sistema estrutural oferece diversas vantagens construtivas como a possibilidade de dispensa do escoramento, e a utilização da fôrma de aço como armadura positiva da laje. Por outro lado, a utilização desse sistema demanda o uso de materiais de revestimento contra fogo, devido às exigências normativas. Diversos trabalhos realizados em todo o mundo, experimentais e numéricos, vêm demonstrando que essas exigências por parte das normas são conservadoras quanto à resistência desses elementos em condições de incêndio. Esse conservadorismo se baseia, de modo geral, na não consideração da ação de membrana, que é um efeito de segunda ordem que ocorre em lajes de concreto, mistas ou não, quando submetidas a grandes deslocamentos. Com a finalidade de avaliar a influência da ação de membrana no comportamento estrutural das lajes mistas em situação de incêndio, neste trabalho foram desenvolvidos modelos numéricos no software Abaqus. Foi utilizada a estratégia de modelagem termomecânica fracamente acoplada, na qual os efeitos térmicos influenciam no desenvolvimento das tensões e deformações, porém o inverso não se aplica. Para tanto, inicialmente foram desenvolvidos modelos térmicos, no Abaqus/Standard, pelos quais obteve-se a evolução das temperaturas nodais ao longo do tempo. Esses modelos foram copiados e convertidos para a realização das análises termomecânicas no Abaqus/Explicit, onde importou-se a evolução das temperaturas no tempo, obtidas previamente. Foi considerada interação completa entre aço e concreto, o que mostrou resultados satisfatórios em trabalhos anteriores. Os resultados da simulação numérica foram comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura. Com base nos resultados obtidos, constatou- se que, para as lajes mistas em altas temperaturas, a consideração da ação de membrana pode levar a uma resistência última superior à obtida pelos modelos de cálculo prescritos nas normas atuais, o que pode contribuir para um dimensionamento mais econômico desses elementos. Palavras-chave: Lajes mistas. Incêndio. Ação de membrana. Simulação numérica. Análise explícita.