Acoplamento unidirecional para análise fluido-termomecânica de estruturas sob fogo

Resumo

Este trabalho apresenta um procedimento numérico-computacional para análise de estruturas metálicas e mistas de aço e concreto sob condições de incêndio. O algoritmo proposto prevê um acoplamento unidirecional entre modelos distintos para descrição do comportamento dos fluidos, de transferência de calor e mecânico. A primeira etapa da análise consiste na simulação da cinemática do incêndio, segundo modelo baseado na Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC). A variação de temperatura nos elementos expostos ao fogo, em função do tempo transcorrido de incêndio, é obtida na segunda etapa da análise, sendo realizada com o auxílio de um modelo de transferência de calor baseado no Método dos Elementos Finitos (MEF). Finalmente, o comportamento estrutural não linear elastoplástico é simulado por outro modelo baseado no MEF, considerando a variação das relações constitutivas dos materiais, para diferentes temperaturas, conforme recomendações previstas pela parte 1.2 do Eurocode 4. Um estudo de caso real, correspondente a uma edificação de 2 pavimentos sob incêndio, é analisado seguindo o procedimento computacional proposto. Os resultados obtidos são avaliados à luz das recomendações normativas aplicáveis, permitindo-se inferir sobre a aplicabilidade do procedimento, bem como, eventuais ganhos em termos de desempenho estrutural e economia de materiais de proteção passiva.