Métodos Avançados de Cálculo das Estruturas ao Fogo

Conhecimentos de Base Recomendados

Mecânica Aplicada, Resistência dos Materiais, Estruturas, Métodos Numéricos, Segurança de Estruturas ao Fogo.

Métodos de Ensino

Aulas teóricas terão uma exposição detalhada dos conceitos, princípios e teorias fundamentais do cálculo avançado das estruturas ao fogo, com a introdução de alguns exercícios de aplicação que preencham todas as necessidades de enquadramento dos alunos para com a matéria. Algumas aulas terão um cariz mais teórico-prático em que os alunos, com a orientação do docente, modelarão com auxílio a programas de elementos finitos, como por exemplo o ABAQUS, alguns casos de estruturas e elementos estruturais sujeitos a incêndio.

Os alunos terão também a oportunidade de modelar experimentalmente alguns dos fenómenos estudados nesta unidade curricular no âmbito dos vários projectos nacionais e europeus em curso no Laboratório de Ensaio de Materiais e Estruturas da Universidade de Coimbra.

Resultados de Aprendizagem

O objectivo desta unidade curricular é o de facultar aos alunos os conhecimentos necessários para o cálculo avançado das estruturas em relação ao fogo. Esta unidade curricular constitui uma parte avançada dos conhecimentos adquiridos na unidade curricular de Segurança de Estruturas ao Fogo do Mestrado em Engenharia de Segurança ao Incêndio.

Nesta unidade curricular serão ministrados aspectos que têm a ver fundamentalmente com a modelação da acção térmica e da acção mecânica dos incêndios nas estruturas. Serão elaboradas pelos alunos programas e sub-rotinas de cálculo para os diferentes fenómenos. A modelação será também ela realizada em programas de elementos finitos que permitam a implementação destas sub-rotinas no cálculo. Os alunos no final da unidade curricular estarão aptos a modelar diferentes fenómenos do comportamento das estruturas em situação de incêndio.

Estágio(s)

Não

Programa

1. INTRODUÇÃO
2. MODELAÇÃO DO COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS A ALTAS TEMPERATURAS

aço, betão, madeira, alumínio e alvenarias.

3.MODELAÇÃO DA ACÇÃO TÉRMICA NAS ESTRUTURAS

Equação de transferência de calor, condições iniciais e de fronteira, elementos finitos aplicados à transmissão de calor, métodos de integração e tensões de origem térmica

4. MODELAÇÃO DA ACÇÃO MECÂNICA NA ESTRUTURAS

matriz rigidez; rigidez material; não linearidades geométricas e materiais; formulação Lagrangiana actualizada; método de Rankine; tensões mecânicas; instabilidade a altas temperaturas de pilares, vigas e pórticos; elementos de parede fina; forças de membrana em lajes a altas temperaturas; modelos de fissuração para betão a altas temperaturas; o método das componentes para modelação do comportamento ao fogo de ligações em aço.

 5. TÉCNICAS AVANÇADAS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL

Docente(s) responsável(eis)

Fernando Pedro Simões da Silva Dias Simão

Métodos de Avaliação

Contínua
Trabalho final: 100.0%

Bibliografia

Eurocodes – Part 1.2: Actions on Structures - Actions on Structures Exposed to Fire, CEN.

Chen, W. F. e Lui, E.M. - Structural Stability – Theory and Implementation, Elsevier Science Publishing Co. Inc., 1987.

Lienhard IV, J. H., Lienhard V, J. H., A Heat Transfer Textbook, 3rd Edition, Phlogiston Press, (v1.31 – 16 January 2008)

National Fire Protection Association, SFPE Handbook of Fire Protection Engineering, 2nd Edition, Society of Fire Protection Engineers, 1995.

Owen, D.R.J., Hinton, E. - Finite Elements in Plasticity, Theory and Practice, Department of Civil Engineering, University College of Swansea, U.K., Pineridge Press Limited, Swansea, 1980.

Owen, D.R.J., Hinton, E. - Finite Element Programing, Academic Press Inc. (London) Ltd. London, 1977.

Zienkiewicz, O.C. and Taylor, R.L. - The Finite Element Method, fifth edition, Butterworth-Heinemann, Oxford, 2000.