RESUMO Na verificação de elementos estruturais em situação de incêndio por meio de equações analíticas, e mesmo via modelagem numérica, normalmente são empregados parâmetros e propriedades dos materiais simplificados. Entretanto, os resultados obtidos podem ser bastante sensíveis ao grau de simplificação adotado pelo projetista ou mesmo conforme à escolha de uma ou outra opção de propriedade dos materiais envolvidos. No presente artigo foi apresentado um estudo de sensibilidade considerando a variação das propriedades dos materiais; visando auxiliar a escolha desses parâmetros dentre as diversas opções descritas na literatura. O estudo de sensibilidade foi elaborado para pilares compostos por tubos de aço de seção circular e quadrada, vazio e preenchidos com concreto, e com as propriedades do aço e concreto indicadas pelo Eurocode ou por normas brasileiras para o dimensionamento de estruturas em situação de incêndio. Também foi analisado o comportamento do modelo conforme variações no teor de umidade do concreto e variações da emissividade da superfície de aço exposta ao fogo. O estudo foi realizado em modelo numérico desenvolvido no software ABAQUS e os resultados obtidos demonstram que os valores de 0,7 e 0,8, recomendados na literatura para a emissividade resultante, são conservadores e a alternância entre esses dois valores não altera, significativamente, o campo de temperaturas na seção transversal do elemento estrutural. Já com relação ao teor de umidade do concreto foram verificadas alterações significativas no campo de temperaturas, inclusive na temperatura do tubo de aço, com a alternância deste parâmetro. Com relação às propriedades físicas e mecânicas dos materiais, o estudo de sensibilidade sugere a adoção dos valores obtidos a partir das equações sem simplificações apresentadas no Eurocode e com o valor do calor específico do concreto determinado conforme Eurocode 4.
ABSTRACT For the dimensioning of structural elements in fire situation, simplified equations and parameters are commonly used in analytical equations or numerical models. More complex equations or simplified values can be chosen by the designer for determine materials properties in high temperature in numerical models, however, numerical modeling can be quite sensitive to the variation of some of the physical and mechanical properties. In this paper, the sensitivity of the numerical model in relation to the values according to the level of simplification chosen was evaluated, presenting an analysis in relation to the results found to contribute to the choice of these parameters and presenting the indications found in the literature. In this sense, this work presents a study of sensitivity to the variation of the values of steel and concrete properties, presented in the Eurocode and Brazilian standards, in addition to the moisture content and emissivity of the surface exposed to fire, for the dimensioning, in a fire situation, of steel tube columns, of circular and square section, filled with concrete. The studies were carried out via numerical modeling developed in the software ABAQUS. It was verified that the resulting emissivity values equal to 0.7 or 0.8, recommended in the literature, are conservative, and the choice of either does not bring significant changes in the temperature field obtained for the structural elements under analysis. It was also verified that the concrete moisture content is a relevant aspect for the formation of its temperature field, also affecting, but to a lesser extent, the steel temperature. Regarding the physical and mechanical properties of the materials, this sensitivity study suggests the adoption of the values from the equations presented in Eurocodes, without simplifications, and with the specific heat and thermal conductivity of the concrete, adopted in accordance with the Eurocode 4.
