Este trabalho descreve um estudo experimental dos efeitos da temperatura em um elemento de pavimento de concreto, construído em laboratório interno e instrumentado com sensores de deformação, deslocamento, força e temperatura. A estrutura foi construída em duas camadas (placa e base) assentadas sobrepostas, sem aderência, sobre um subleito artificial. Os efeitos térmicos foram gerados artificialmente seguindo padrões sazonais da natureza. Os carregamentos estáticos foram realizados por meio de uma máquina hidráulica referenciados a um eixo simples de roda simples. A estrutura foi dimensionada e construída em uma escala de tamanho reduzido, distorcida e montada sobre uma laje de reação. Sob a placa do pavimento foi construído um sistema térmico auto controlado para causar diferencial de temperatura entre o fundo e o topo da placa pela passagem de um fluido. No topo um sistema térmico com controle manual foi construído para gerar gradientes térmicos através da estrutura. Todas as ações foram registradas automaticamente por meio de um sistema de aquisição de dados. Os resultados combinam com os dados da literatura, com experimentos realizados em pistas experimentais e se correlacionam com simulações realizadas por meio de software específico. Isso implica que a metodologia usada é apropriada para ser utilizada em outras situações e experimentos. / This paper describes the experimental study of the effects of temperature on a element of concrete pavement, constructed an internal laboratory and instrumented with sensors of strain, displacement, force and temperature. The structure was built in two layers (slab and base) overlapping settled without grip on an artificial subgrade. The thermal effects were achieved artificially following nature seasonal patterns. The static loads were performed by means of a hydraulic machine referred to a simple wheel axle. The structure was sized and built on distorted small scale and assembled over a slab of reaction. Under the pavement a selfcontrolled heating system was built to cause a temperature gradients between the slab top and bottom from a passing fluid. On the top a manual heating system was built to generate thermal gradients across the structure. All the actions were recorded automatically through a data system. The results agree with the literature data, with experiments performed on experimental roads and correlate themselves with simulations performed by using specific software. This implies that the methodology used is appropriate for use in other situations and experiments.

Em um incêndio, pilares de aço inseridos em paredes apresentam uma resposta termoestrutural diferente daqueles isolados, de modo que a compartimentação oferece um aumento de sua resistência ao fogo. Poucos estudos foram desenvolvidos até o presente momento para avaliar o desempenho de pilares em contato com paredes, sendo que aqueles já realizados apresentaram respostas que ainda deixam dúvidas sobre esses elementos. Diante disso, este trabalho propõe analisar, em contexto numérico, o comportamento de pilares de aço isolados e inseridos em paredes sujeitos à ação térmica, a partir do uso do código computacional ABAQUS versão 6.14. A modelagem termoestrutural, considerando a parede somente como elemento de compartimentação, promoveu resultados pouco consistentes, o que leva a concluir que a alvenaria influencia na resposta estrutural de pilares em situação de incêndio. Por essa razão, ao inserir molas que controlam o deslocamento axial das paredes na modelagem numérica, os resultados alcançados passaram a ser mais representativos. Análises complementares a respeito da influência do fator de carga e do nível de rigidez axial e rotacional na resistência ao fogo dos pilares também foram realizadas. Para todos os modelos, constatou-se a influência negativa do fator de carga quando aumentado. Quanto à restrição axial, foi verificado que sua presença possui maior influência na resistência ao fogo em comparação com sua intensidade, uma vez que a elevação desse parâmetro não afetou o tempo crítico dos pilares, para a maior parte dos casos analisados. Em relação à rigidez rotacional, ela se mostrou favorável para a resistência ao fogo. Além do mais, a pesquisa contou com uma avaliação do método simplificado da ABNT NBR 14323:2013 para cálculo da evolução da temperatura em perfis de aço. Concluiu-se que ele apresenta melhores resultados para os pilares com aquecimento uniforme na seção transversal. Por essa razão, foi proposta uma nova metodologia de cálculo de temperatura para pilares em contato com paredes, validada por meio de testes numéricos. / In a fire situation, steel columns embedded on walls demonstrate a different thermo- structural response from those isolated, so that the subdivision offers an increase of its fire resistance. Few studies have been developed in order to evaluate the performance of columns in contact with walls, and those already performed showed results that still leave doubts about these elements. Therefore, this work proposes to analyze, in a numerical context, the behavior of isolated and embedded on walls steel columns in fire using the software ABAQUS 6.14 as a modeling tool. The thermo-structural modeling, considering the wall only as a compartmentation element, has presented poor results, which leads to the conclusion that the masonry has influence on the structural response of columns subjected to fire situation. For this reason, when inserting springs in order to control the axial displacement of the walls in numerical modeling, the obtained results were satisfactory. Further analyzes in respect of the load factor influence and the level of axial and rotational stiffness on the fire resistance of columns were also performed. For all the models, it was verified a negative influence of the load factor when increased. However, when it comes to the axial restriction, it was verified that its presence had more influence in the fire resistance of the structural element despite of its intensity, once the increase of this parameter did not affect the critical time of the columns, for most cases analyzed. In respect to rotational stiffness, it was proven favorable to the fire resistance. In addition, this research employed the simplified method presented in the ABNT NBR 14323: 2013 to calculate the temperature evolution in steel profiles. It was concluded that it presents good results only for the columns with uniform heating in the cross section. For this reason, a new methodology to calculate the temperature of columns in contact with wall was proposed, validated by numerical tests.

Em um incêndio, pilares de aço inseridos em paredes apresentam uma resposta termoestrutural diferente daqueles isolados, de modo que a compartimentação oferece um aumento de sua resistência ao fogo. Poucos estudos foram desenvolvidos até o presente momento para avaliar o desempenho de pilares em contato com paredes, sendo que aqueles já realizados apresentaram respostas que ainda deixam dúvidas sobre esses elementos. Diante disso, este trabalho propõe analisar, em contexto numérico, o comportamento de pilares de aço isolados e inseridos em paredes sujeitos à ação térmica, a partir do uso do código computacional ABAQUS versão 6.14. A modelagem termoestrutural, considerando a parede somente como elemento de compartimentação, promoveu resultados pouco consistentes, o que leva a concluir que a alvenaria influencia na resposta estrutural de pilares em situação de incêndio. Por essa razão, ao inserir molas que controlam o deslocamento axial das paredes na modelagem numérica, os resultados alcançados passaram a ser mais representativos. Análises complementares a respeito da influência do fator de carga e do nível de rigidez axial e rotacional na resistência ao fogo dos pilares também foram realizadas. Para todos os modelos, constatou-se a influência negativa do fator de carga quando aumentado. Quanto à restrição axial, foi verificado que sua presença possui maior influência na resistência ao fogo em comparação com sua intensidade, uma vez que a elevação desse parâmetro não afetou o tempo crítico dos pilares, para a maior parte dos casos analisados. Em relação à rigidez rotacional, ela se mostrou favorável para a resistência ao fogo. Além do mais, a pesquisa contou com uma avaliação do método simplificado da ABNT NBR 14323:2013 para cálculo da evolução da temperatura em perfis de aço. Concluiu-se que ele apresenta melhores resultados para os pilares com aquecimento uniforme na seção transversal. Por essa razão, foi proposta uma nova metodologia de cálculo de temperatura para pilares em contato com paredes, validada por meio de testes numéricos. / In a fire situation, steel columns embedded on walls demonstrate a different thermo- structural response from those isolated, so that the subdivision offers an increase of its fire resistance. Few studies have been developed in order to evaluate the performance of columns in contact with walls, and those already performed showed results that still leave doubts about these elements. Therefore, this work proposes to analyze, in a numerical context, the behavior of isolated and embedded on walls steel columns in fire using the software ABAQUS 6.14 as a modeling tool. The thermo-structural modeling, considering the wall only as a compartmentation element, has presented poor results, which leads to the conclusion that the masonry has influence on the structural response of columns subjected to fire situation. For this reason, when inserting springs in order to control the axial displacement of the walls in numerical modeling, the obtained results were satisfactory. Further analyzes in respect of the load factor influence and the level of axial and rotational stiffness on the fire resistance of columns were also performed. For all the models, it was verified a negative influence of the load factor when increased. However, when it comes to the axial restriction, it was verified that its presence had more influence in the fire resistance of the structural element despite of its intensity, once the increase of this parameter did not affect the critical time of the columns, for most cases analyzed. In respect to rotational stiffness, it was proven favorable to the fire resistance. In addition, this research employed the simplified method presented in the ABNT NBR 14323: 2013 to calculate the temperature evolution in steel profiles. It was concluded that it presents good results only for the columns with uniform heating in the cross section. For this reason, a new methodology to calculate the temperature of columns in contact with wall was proposed, validated by numerical tests.

Este trabalho descreve um estudo experimental dos efeitos da temperatura em um elemento de pavimento de concreto, construído em laboratório interno e instrumentado com sensores de deformação, deslocamento, força e temperatura. A estrutura foi construída em duas camadas (placa e base) assentadas sobrepostas, sem aderência, sobre um subleito artificial. Os efeitos térmicos foram gerados artificialmente seguindo padrões sazonais da natureza. Os carregamentos estáticos foram realizados por meio de uma máquina hidráulica referenciados a um eixo simples de roda simples. A estrutura foi dimensionada e construída em uma escala de tamanho reduzido, distorcida e montada sobre uma laje de reação. Sob a placa do pavimento foi construído um sistema térmico auto controlado para causar diferencial de temperatura entre o fundo e o topo da placa pela passagem de um fluido. No topo um sistema térmico com controle manual foi construído para gerar gradientes térmicos através da estrutura. Todas as ações foram registradas automaticamente por meio de um sistema de aquisição de dados. Os resultados combinam com os dados da literatura, com experimentos realizados em pistas experimentais e se correlacionam com simulações realizadas por meio de software específico. Isso implica que a metodologia usada é apropriada para ser utilizada em outras situações e experimentos. / This paper describes the experimental study of the effects of temperature on a element of concrete pavement, constructed an internal laboratory and instrumented with sensors of strain, displacement, force and temperature. The structure was built in two layers (slab and base) overlapping settled without grip on an artificial subgrade. The thermal effects were achieved artificially following nature seasonal patterns. The static loads were performed by means of a hydraulic machine referred to a simple wheel axle. The structure was sized and built on distorted small scale and assembled over a slab of reaction. Under the pavement a selfcontrolled heating system was built to cause a temperature gradients between the slab top and bottom from a passing fluid. On the top a manual heating system was built to generate thermal gradients across the structure. All the actions were recorded automatically through a data system. The results agree with the literature data, with experiments performed on experimental roads and correlate themselves with simulations performed by using specific software. This implies that the methodology used is appropriate for use in other situations and experiments.