Resistência ao fogo de ligações açomadeira-aço (S-W-S)

• Main Author: Silva, Vânia Sofia Bexiga da
• Publication Date: 2020
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10400.22/16338
• topic: Ligações; S-W-S; Eurocódigo; Madeira; Aço; Cavilhas; Fogo; Connections; Eurocode; Wood; Steel; Dowels; Fire

As ligações são dos pontos mais frágeis de uma estrutura e por esse motivo o seu correto dimensionamento é fundamental para que sejam asseguradas as condições de segurança. As ligações que foram estudadas são do tipo aço-madeira-aço em duplo corte ligadas por cavilhas metálicas. O dimensionamento à temperatura ambiente foi baseado nas equações simplificadas presentes no Eurocódigo 5-1-1 com o intuito de determinar o número de cavilhas necessárias segundo as caraterísticas das ligações. Contudo, para obter informação sobre a influência dessas características foram estudadas ligações com diâmetros de cavilhas de 6, 8, 10 e 12 mm, madeira do tipo GL20h, GL24h, GL28h e GL32h e sob carregamento axial à tração de 10, 15 e 20 kN. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que quanto menor o diâmetro da cavilha e maior o carregamento imposto, maior o número de cavilhas necessárias para assegurar a resistência da ligação. Posteriormente, foi efetuado o dimensionamento das ligações a elevadas temperaturas segundo o Eurocódigo 5-1-2 e Eurocódigo 3-1-2 que têm como objetivo a determinação da espessura da proteção para uma exposição ao fogo no mínimo de 30 min. Os materiais de proteção utilizados foram a madeira lamelada colada e o gesso do tipo F. A proteção em madeira apresentou espessuras compreendidas entre 8 e 10 mm e a proteção em gesso entre 13 e 14 mm. A partir da geometria das ligações com e sem proteção, foi realizado o estudo utilizando o Método de Elementos Finitos com o auxílio do programa ANSYS Student 2019 R3. Foi possível observar o gradiente de temperatura na ligação e a camada carbonizada caracterizada pela linha isotérmica de 300°C e verificar desta forma, a resistência ao fogo das ligações. As velocidades da carbonização obtidas foram inferiores às estabelecidas no Eurocódigo 5-1-2. As ligações desprotegidas apresentam fraca resistência ao fogo, no entanto quando protegidas, conseguem resistir a 30 min de exposição ao fogo. Conclui-se assim, que quanto maior o diâmetro das cavilhas e maior a massa volúmica da madeira, maior a resistência ao fogo da ligação.