No contexto da construção civil brasileira, é reconhecido o fato de que os perfis de aço formados a frio têm grande demanda em diversos tipos de sistemas estruturais. Uma das aplicações refere-se às barras com seções transversais compostas em duplo U enrijecido, comumente presente no sistema de vigas e pilares de edificações. Quando submetido à ação térmica decorrente de um incêndio, o comportamento dos perfis formados a frio se torna de avaliação relativamente complexa, pois há ocorrência de dois fenômenos que levam à perda da sua capacidade portante: a ocorrência dos modos de instabilidade e a redução da resistência do material. Dessa forma, neste trabalho foi desenvolvido um estudo sobre perfis de aço formados a frio submetidos a temperaturas elevadas. As seções transversais adotadas foram do tipo I enrijecido e tubular retangular do tipo caixão, compostas por dois perfis U enrijecido unidos por solda intermitente. A ação mecânica aplicada consistiu em uma compressão centrada, bem como uma ação térmica, cuja taxa de aquecimento segue a curva de incêndio padrão definida pela International Organization for Standardization. A investigação aqui apresentada foi desenvolvida em campo experimental e numérico. Foram realizados ao todo 17 ensaios de compressão, cinco à temperatura ambiente e 12 com aplicação da ação térmica. A ação mecânica dos ensaios termoestruturais, ao ser aplicada, foi mantida constante em patamares de 40% e 70% da capacidade resistente à temperatura ambiente. Em seguida foram desenvolvidos modelos numéricos calibrados com parâmetros obtidos experimentalmente, com vistas a futuras análises paramétricas a partir desta pesquisa. Por fim, tais resultados foram comparados com valores obtidos por procedimentos de cálculo das principais normas em vigor. Com base nesta investigação e no conjunto de resultados apresentados, é possível avaliar a viabilidade da aplicação de tais procedimentos normativos diretamente aos perfis de aço formados a frio, bem como propor adequações onde houver necessidade. Deve-se ressaltar que o trabalho aqui apresentado é o primeiro a realizar ensaios termoestruturais em perfis formados a frio com abordagem na realidade brasileira da construção civil e reconhece a necessidade de abranger novos estudos. / Due to its known versatility, cold formed steel has been widely used in civil construction as load bearing members in several types of structural systems. Built-up lipped I and box cross section are often used as beams and columns of commercial and even industrial buildings. When such structural cold formed steel members are submitted to a thermal load arising from a fire condition, their structural behavior becomes complex, inasmuch as two phenomena that lead to loss of strength is likely to occur: the reduction of materials properties of the cold formed steel and the buckling modes thin walled steel are susceptible. Hence, in this doctoral thesis, a study on the behaviour of built-up cold formed steel subjected to compression load and submitted to high temperature is presented. In the first stage of this research, 21 specimens were subjected to axial compression load; in which 11 specimens were lipped I and 10 were box built-up cross section. Five tests of the total amount were carried out at ambient temperature and 16 in hugh temperature. Such tests in high temperature were carried out in thermal transient condition whose magnitude of the applied compression load was equivalent to 40% and 70% of the one obtained at ambient temperature. Thus, the ultimate time and temperature of the specimens were determined. In the second phase of this research, numerical analysis was developed and the numerical models were validated by the comparison with experimental results. Since this numerical strategy has considered geometric and material non linearity varying according to increasing thermal load, it has shown to be suitable for future parametric analysis. Regarding to standard codes, based on this reseach, the suitability of design method for fire condition recommended by Brazilian, European and North American standards applied to cold formed steel were evaluated. The ultimate load capacity obtained from Brazilian and European fire design codes resulted conservative in comparison with experimental results. The Direct Strength Method available in North American, Brazilian and Australian standards, considering appropriated reduction of materials properties according to its temperature conducted to satisfatory results for built-up lipped I and box cold formed steel columns. In addition, this thesis emphasizes the need for an extensive research on cold formed steel structures under fire condition in accordance with Brazilian civil construction.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-06-09T13:53:11Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6611581 bytes, checksum: c211426580c5968c831b220686a8f8f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-09T13:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 6611581 bytes, checksum: c211426580c5968c831b220686a8f8f8 (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 / The microclimate consequences of a particular place to demonstrate that he as urban growth and exploitation of natural resources are increasing unfortunately. The weather is the most important component in maintaining the ecological balance. And his study becomes complex due to the various facets that involve him, turning indispensable interdisciplinary study, it could help in the reduction and / or more efficient solution of the urban problems. Studies of this order become relevant to planning and environmental management, which arouses interest for research on the thermal field of urban areas. The problem of this research is related to concern about anthropogenic implications on the local microclimate. It is known that human actions on the microclimate and the lack of proper planning of a particular place, can contribute to the thermal discomfort of users and demand higher energy costs. The present search, has as main objective to analyze the field thermal the Campus IVUFPB, located in the city of Rio Tinto-PB. In this case, seeks if relate the anthropogenic actions with the main thermal problems, detected on site. To obtain microclimate data, were installed in similar (which takes into account the type of soil cover, in this case, coating in cementitious composition) points, measuring equipment, in six points within the campus IV- UFPB, in dry season (from March 04 to April 7, 2015) and during the rainy season (from 09 June to 13 July 2015), totalizing 35 days in each measurement period. From the analysis and management of the data obtained, the presence of heat islands was detected within the study area as well as the rise in temperature in places with low circulation of winds and decreased moisture and the low individuals presence of arboreal. The results allowed the elaboration of suggestions with proposed thermal environmental, as; the ceramic roof replacement, in the hottest areas for green cover; replacing paving stones and interlocked block, per tread grass, that provide the minimization of thermal effects identified in the Campus IV-UFPB. With this, this research, can to corroborate to reveal the adverse effects of the anthropogenic actions that provoke microclimatic modifications in the thermal field of Campus IV-UFPB, making a relation with its urban components. / As consequências microclimáticas de um determinado local demonstram o quão desastrosamente o crescimento urbano e a exploração dos recursos naturais vêm aumentando. O clima é o componente mais importante na manutenção do equilíbrio ecológico. E seu estudo se torna complexo devido às diversas facetas que o envolvem, tornando imprescindível o estudo interdisciplinar que pode auxiliar, na diminuição e/ou solução mais eficiente das problemáticas do meio urbano. Estudos dessa ordem se tornam relevantes para o ordenamento e a gestão ambiental, o que desperta interesse para pesquisas sobre o campo térmico de áreas urbanas. A problemática desta pesquisa está relacionada com a preocupação sobre as implicações antrópicas sobre o microclima local. Sabe-se que as ações antrópicas sobre o microclima e a falta de planejamento adequado de um determinado local, podem contribuir para o desconforto térmico dos usuários e demandar maiores custos energéticos. A presente pesquisa tem como objetivo geral analisar o campo térmico do Campus IV-UFPB, localizado na cidade de Rio Tinto-PB. Nesse caso procura-se relacionar as ações antropogênicas com as principais problemáticas térmicas, detectadas no local. Para a obtenção de dados microclimáticos, foram instalados, em pontos semelhantes (que levam em consideração o tipo de recobrimento do solo, neste caso, revestimento de composição cimentícia), equipamentos de medição, em seis pontos dentro do campus IV-UFPB, no período seco (de 04 de Março a 07 de Abril de 2015) e no período chuvoso (de 09 de Junho a 13 de Julho de 2015), somando-se 35 dias em cada período de medição. A partir da análise e ordenamento dos dados coletados, ficou constatada a presença de ilhas de calor dentro da área de estudo, bem como o aumento de temperatura em locais com pouca circulação dos ventos e a diminuição da umidade em locais com pouca presença de indivíduos arbóreos. A análise dos resultados permitiu elaborar sugestões com propostas termo ambientais do tipo, substituição de telhado cerâmico, nas áreas mais quentes, por telhado verde extensivo; a substituição de paralelepípedos e blocos intertravados, por piso grama que proporcionem a minimização dos efeitos térmicos identificados, no Campus IV-UFPB. Com isso, esta pesquisa, pode vir a corroborar no desvendar dos efeitos adversos das ações antropogênicas, que provocam alterações microclimáticas no campo térmico do Campus IV-UFPB, fazendo uma relação com seus componentes urbanos.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Heloiza Doering Gasparin.pdf: 4558205 bytes, checksum: e414bcfd7c4434aa73fcdf59cdf98ff2 (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This investigation study shows the effects of high temperatures and exposure time on the mechanical properties of one perlitic gray cast iron commonly applied to diesel engine cylinder heads. The effects were evaluated in samples which come from three different cast irons, FC300 class, with different percentages of molybdenum and different hardening mechanisms. Two of them have different amounts of molybdenum and the third did not have significant amounts of molybdenum, however, have refined graphite. The high temperature rupture tensile tests were performed on specimens with 10mm diameter, machined from bars 30mm diameter. The tests were performed at room and high temperature (200°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C and 550°C). The exposure times at elevated temperatures, after material heat homogenization, were 0min (default), 60min and 90 minutes. Samples with highest percentage of molybdenum (0.27 wt%) had the best mechanical properties for high temperature conditions. At room temperature, the material with refined graphite had higher strength resistance values when compared to the other two materials. The mechanical properties evaluated by measurements of microhardness, yield strength (0.2%) and specific strain complement the behavior analysis of these properties at elevated temperature. According to the obtained results, the stress strength decreases with the temperature incrementing. This is attributed to the pearlite matrix decomposition occurrence as a result of the carbon diffusion process. The Carbon from cementite goes by diffusion to the graphite, which is the responsible for the increase graphite percentage in the material. Metallographic analyzes indicate the occurrence of this phenomenon. Increases in high-temperature exposure time also contributed to the perlite degeneration. All microstructural evaluation were made by analysis of cementite and graphite percentage, graphite size for different test temperatures and different times of exposure to high temperature. 16 / Este trabalho de pesquisa apresenta os efeitos de elevadas temperaturas e do tempo de exposição sobre as propriedades mecânicas do ferro fundido cinzento de matriz perlítica, material comumente aplicado a cabeçotes de motor a diesel. Foram avaliados três ferros fundidos da classe FC300, com diferentes percentuais de molibdênio e diferentes mecanismos de endurecimento. Dois dos materiais possuem diferentes teores de molibdênio e o terceiro contém teores de molibdênio desconsideráveis, no entanto, possui grafita refinada. Ensaios de tração até ruptura a quente foram realizados em corpos de prova com diâmetro de 10 mm, usinados de um pino bruto de 30 mm de diâmetro. Os ensaios de tração foram realizados a frio (temperatura ambiente) e a quente (200°C, 300°C, 350°C, 400°C, 450°C, 500°C e 550°C). Os tempos de exposição a elevadas temperaturas, após homogeneização térmica do material, foram de 0 (padrão), 60 e 90 minutos. As amostras com o maior percentual de molibdênio (0,27% em peso) apresentaram melhores propriedades mecânicas para as condições de elevada temperatura. À temperatura ambiente, o material com grafita refinada teve valores de resistência à tração mais elevados em relação aos outros dois materiais. As propriedades mecânicas de microdureza, tensão de escoamento 0,2% e deformação específica complementaram a análise do comportamento destas propriedades à elevada temperatura. De acordo com os resultados obtidos, a redução na resistência mecânica com a elevação da temperatura é atribuída à ocorrência de decomposição da perlita, como resultado da difusão do carbono vindo da cementita migrando à grafita, que é o responsável pelo aumento da quantidade de grafita no material. As análises metalográficas evidenciaram a ocorrência deste fenômeno. Aumentos no tempo de exposição a temperaturas elevadas também contribuíram para a degeneração da perlita. Toda avaliação microestrutural se deu por análise de percentuais 14 de grafita, cementita e tamanho da grafita a diferentes temperaturas de ensaio, bem como diferentes tempos de exposição à elevada temperatura.