Thiago da Cruz Colonese
Título
Desempenho ao fogo de elementos estruturais metálicos e mistos aço-concreto para utilização em refinarias de petróleo
Resumo
Este trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho termo-mecânico sob incêndio de diferentes tipologias de elementos estruturais (pilar e viga) de aço e mistos, visando aplicação em estruturas industriais de refinarias de petróleo. No caso dos elementos mistos, empregou-se, além do concreto convencional de cimento Portland, o concreto refratário de cimento aluminoso, por ser um material de elevada performance a altas temperaturas (em comparação ao concreto convencional) e com o intuito de estimar o benefício quando da sua utilização. As análises numéricas realizadas, utilizando o programa computacional SAFIR, permitiram estimar a variação do campo de temperaturas nas seções transversais estudadas, o comportamento termo-mecânico dos elementos isolados durante o incêndio e o tempo de falha estrutural para um carregamento correspondente a 50% da resistência à temperatura ambiente. Para obter a variação dos esforços resistentes durante o incêndio fez-se uso dos procedimentos analíticos de cálculo estabelecidos pela NBR-14323:2003. Os resultados obtidos indicaram que os elementos estruturais mistos revestidos por concreto refratário apresentaram melhor desempenho tanto durante o incêndio quanto nas resistências residuais. Além disso, o emprego desses elementos aumentaria o nível de confiabilidade estrutural das instalações de refinarias de petróleo em situação de incêndio e reduziria as intervenções de reparo.
Abstract
This work evaluates the thermo-mechanical performance under fire of different types of steel and composite structural elements (beam and column) for application in industrial structures of oil refineries. In the evaluation of composite elements were used in addition to conventional Portland cement concrete, the aluminous refractory concrete, as a material of high performance at elevated temperatures (compared to conventional concrete) and in order to estimate the benefit to use it. The numerical analysis performed using the computer program SAFIR, allowed to estimate the variation of the temperature field in the cross-sections studied, the thermo-mechanical behavior of the isolated elements during fire and the time of structural failure for a loading equal to 50% of the resistance at room temperature. The variation of the structural resistance of the elements, during fire, was calculated according to analytical procedures presented in NBR-14323:2003. The results indicated that the composite structural elements covered by refractory concrete presented better performance both during fire as residual resistance. In addition, these elements increase the level of structural reliability under fire of the facilities of oil refineries and reduce repair interventions.
