Esta tese de doutorado estuda os efeitos das interações entre vigas e pilares de aço e mistos de aço e concreto, revestidos ou não contra o fogo, em vigas isoladas com restrições axiais e rotacionais e em pórticos bidimensionais em situação de incêndio. Nas análises estruturais, foram considerados os efeitos da não linearidade geométrica, não linearidade física e a variação das propriedades mecânicas do aço, do concreto e dos materiais de revestimento contra o fogo em função da temperatura. Na primeira parte do estudo, foram utilizados nas análises quatro materiais de revestimento contra o fogo, com os campos térmicos respectivamente validados com estudos teóricos e experimentais internacionais. A primeira parte do estudo consiste na análise de vigas isoladas, com variação nas restrições axiais e rotacionais nos apoios para simular que as mesmas estão apoiadas em pilares, no software ABAQUS. Foram estudados um total parametrizado de 330 modelos de vigas isoladas. A partir desses resultados, verificou-se, o nível de influência que as forças axiais teriam nos pilares circundantes (no caso das forças de compressão) e nas ligações (no caso das forças de tração), concluindo-se que em pilares com menores seções transversais, as forças axiais de compressão são preponderantes e devem ser avaliadas detalhadamente. No caso das ligações, poucos tipos de ligação são influenciados pela força de tração devido à ação de catenária, quando as ligações são revestidas contra o fogo, com o mesmo material utilizado na viga. Foi elaborado um estudo para determinar, de forma expedita, as forças de tração em ação de catenária e as forças de compressão na expansão da viga. A segunda parte do estudo consistiu na análise de pórticos bidimensionais, com a mesma parametrização utilizada na primeira parte do estudo. Foi verificado que vigas isoladas em situação de incêndio com restrições axiais e rotacionais possuem comportamento distintos quando elas estão inseridas em pórticos, principalmente em relação as forças axiais nos apoios. A última parte da tese estudou pórticos de dois e três pavimentos de aço ou mistos, com a inserção de pilares mistos como elementos de contraventamento do pórtico, totalizando 468 modelos. Verificou-se que, em diversos modelos, deve-se avaliar com cuidado as forças de tração e de compressão que surgem na interação entre pilares, pois as forças de tração podem causar flexão não prevista na fase de catenária da viga e as forças de compressão podem fazer com que haja instabilidade localizada na região das ligações. Verificou-se ainda que o comprimento efetivo dos pilares, em algumas situações pode ser considerado diferente do que é visto no código brasileiro. Em conclusão, o estudo oferece recomendações adicionais e diretrizes para engenheiros estruturais sobre como abordar questões relacionadas a pórticos de aço em situações de incêndio, com base nas análises computacionais realizadas no ABAQUS.

This doctoral thesis investigates the effects of interactions between steel beams and columns and composite steel and concrete beams and columns, whether fireproofed or not, on isolated beams with axial and rotational constraints, and on two-dimensional frames under fire conditions. In the structural analyses, geometric nonlinearity, material nonlinearity, and temperature-dependent variations in the mechanical properties of steel, concrete, and fireproofing materials were considered. In the first part of the study, four fireproofing materials were used in the analyses, their thermal fields were validated through international theoretical and experimental studies. The initial study focused on the analysis of isolated beams, varying axial and rotational constraints at the supports, simulating them being supported by columns, using the ABAQUS software. A total of 330 parametric models of isolated beams were studied. From these results, the level of influence that axial forces would have on surrounding columns (in the case of compressive forces) and on connections (in the case of tensile forces) was assessed. It was found that in columns with smaller cross-sections, compressive axial forces are predominant and must be carefully assessed. Regarding the connections, few types are influenced by tensile forces due to catenary action, especially when the connections are fireproofed with the same material used on the beam. A study was developed to quickly determine the tensile forces in catenary action and the compressive forces in beam expansion. The second part of the study focused on the analysis of two-dimensional frames, using the same parameters as the first part. It was observed that isolated beams under fire with axial and rotational constraints behave differently when they are part of frames, especially concerning axial forces at the supports. The final part of the thesis studied two and three-story steel or composite frames, incorporating composite columns as bracing elements for the frame, totaling 468 models. It was observed that, in several models, the tensile and compressive forces that arise from interactions between columns must be carefully assessed as tensile forces can cause unforeseen bending in the catenary phase of the beam, and compressive forces may lead to localized instability in the connection region. It was also found that the effective length of columns, in some situations, might differ from what is specified in the Brazilian code. In conclusion, this study provides additional recommendations and guidelines for structural engineers on how to address issues related to steel frames in fire situations, based on the computational analyses performed in ABAQUS.