Análise de confiabilidade de vigas metálicas em situação de incêndio

Abstract

Dentre os sistemas estruturais convencionais, a estrutura metálica é a mais propensa a colapsos em casos de incêndio, isso ocorre porque o aço tem suas propriedades deterioradas rapidamente com o aumento da temperatura. Para melhorar o desempenho estrutural frente a esse fenômeno, são buscados métodos para análises mais precisas do comportamento térmico e mecânico da estrutura. Neste trabalho foi realizada uma análise de confiabilidade de vigas metálicas quanto a flambagem lateral com torção (FLT) em situação de incêndio. Foram utilizados dois modelos de cálculo, um apresentado pela norma brasileira NBR 14323 (2013) e o outro apresentado por Nunes (2005). A principal diferença entre os modelos está na forma como são consideradas as temperaturas do perfil, no primeiro de forma uniforme e no segundo são consideradas as variações entre as temperaturas da mesa superior, inferior e alma da viga. Os métodos de confiabilidade utilizados nas análises foram o de Monte Carlo e o Método de Primeira Ordem e Segundo Momento (FOSM). Nas análises foram observadas a influência da aleatoriedade das dimensões do perfil, da temperatura do aço, do seu módulo de elasticidade e do momento solicitante sobre o momento resistente da viga, relacionando os coeficientes de variação (C.V) de ambos. Também foram calculados o índice de confiabilidade beta (𝛽) e a probabilidade de falha (𝑝𝑓) da viga com as variáveis de entrada assumindo valores encontrados na literatura técnica. Por fim, através da variação dos C.V. das variáveis de entrada também foi observada a variação da confiabilidade da viga, buscando-se identificar os elementos aos quais os modelos são mais sensíveis. Observou-se que o modelo de Nunes (2005) apresentou momentos resistentes maiores que o modelo da NBR 14323 (2013), contudo sua confiabilidade, para os mesmos coeficientes de segurança, é menor. Concluindo-se que devem ser estudados coeficientes de segurança que igualem as probabilidades de falha ou avaliado se a confiabilidade atingida, apesar de menor, é satisfatória.