COMUNICAÇÃO TÉCNICA Nº 174436 Proteção dos elementos

COMUNICAÇÃO TÉCNICA
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Nº 174436
Proteção dos elementos estruturais contra a ação do incêndio
Antonio Fernando Berto
Palestra apresentado na Reunião Técnica para
definição do programa do evento: Encontro da
Associação Latino-Americanade Laboratório de Ensaios
de Fogo (ALLEF), Universidade Costa Rica, 2017 .
A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu
conteúdo apresentar relevância pública.
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PROTEÇÃO DOS ELEMENTOS
ESTRUTURAIS CONTRA A AÇÃO DO
INCÊNDIO
Antonio Fernando Berto - [email protected]
Laboratório de Segurança ao Fogo e a Explosões
PROTEÇÃO DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS
CONTRA A AÇÃO DO INCÊNDIO
• Dotar os elementos estruturais de
capacidade de suportar a ação do
incêndio mantendo a estabilidade do
edifício - resistência ao fogo
• Evitar que os elementos estruturais
sem a capacidade de suportar a ação
do incêndio sejam expostos
diretamente a esta ação
ESTRUTURA NÃO EXPOSTA AO
INCÊNDIO
• Localizar parte da estrutura fora
do perímetro do edifício,
devidamente afastada /
posicionada em relação às janelas
• Localizar parte da estrutura do
edifício em áreas / espaços onde
o edifício não pode adentrar
ESTRUTURA LOCALIZADA FORA DO
PERÍMETRO DO EDIFÍCIO
ESTRUTURA LOCALIZADA FORA DO
PERÍMETRO DO EDIFÍCIO
ESTRUTURA LOCALIZADA FORA DO
PERÍMETRO DO EDIFÍCIO
FORRO SUSPENSO COM ESTRUTURA DE
SUSTENTAÇÃO PROTEGIDA
POTENCIAL DESTRUTIVO DO INCÊNDIO
Fatores que determinam o potencial do
incêndio de afetar os elementos
estruturais:
• duração do incêndio
• temperatura do ambiente durante o ensaio
• fluxo de calor que penetra nos elementos
estruturais
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO
T=To+345.log (8t+1)
Curva Padronizada de
Elevação de Temperatura
t - tempo expresso em minutos
T - temperatura de exposição
no instante t, expressa em °C
To - temperatura ambiente no
início da exposição, expressa
em °C
FORMAS DE SOLUCIONAR O PROBLEMA
DA RESISTÊNCIA AO FOGO
EXIGÊNCIAS DE RESISTÊNCIA AO FOGO PARA ELEMENTOS ESTRUTURAIS – DE 56819/2011
REDUÇÃO PROPORCIONAL DAS PROPRIEDADES
MECÂNICAS DO AÇO A ALTAS TEMPERATURAS
Relação entre fator de forma e o tempo de aquecimento
padronizado para ser atingida a temperatura de 550 ° em perfis
sem proteção
Ábaco para dimensionamento da espessura de proteção de elementos
estruturais de aço
PROTEÇÃO DOS ELEMENTOS
ESTRUTURAIS DE AÇO
PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS:
•
•
•
•
•
•
concreto e alvenaria
argamassas isolantes
fibras naturais projetadas
mantas de fibras minerais
placas rígidas
pinturas intumescentes
Forma da aplicação da proteção em elementos
estruturais de aço
ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE PRODUTOS DE
PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS DE AÇO
ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE PRODUTOS DE
PROTEÇÃO DE ESTRUTURAS DE AÇO
Carta de cobertura para o produto Monokote Tipo MK-6, em mm, considerando a
temperatura crítica de 550 °C
Carta de cobertura para o produto Thermax-Pem, em mm,
considerando a temperatura crítica de 550 °C
Carta de cobertura para o produto Thermax-Pem, em mm,
considerando a temperatura crítica de 550 °C
Estrutura de aço afetada por incêndio
Colunas e vigas retorcidas
Proteção de perfil de aço com lã de rocha
Proteção de estrutura de aço com lã de rocha
Proteção de estrutura de aço com lã de rocha
Proteção de estrutura de aço com lã de rocha
Proteção de estrutura de aço com lã de rocha
Proteção de estrutura de aço com
argamassa projetada
Proteção de estrutura de aço com
argamassa projetada
Proteção de estrutura de aço com
argamassa projetada
Exemplo de estrutura de aço protegida
Exemplo de estrutura de aço protegida
Exemplo de estrutura de aço protegida
Exemplo de estrutura de aço protegida
Exemplo de estrutura de aço protegida
REDUÇÃO PROPORCIONAL DA RESISTÊNCIA DO
CONCRETO A ALTAS TEMPERATURAS
REDUÇÃO PROPORCIONAL DA RESISTÊNCIA DA
ARMADURA DO CONCRETO ARMADO A ALTAS
TEMPERATURAS
REDUÇÃO PROPORCIONAL DA RESISTÊNCIA DA
ARMADURA DO CONCRETO PROTENDIDO A
ALTAS TEMPERATURAS
Efeito do fogo para a elevação da temperatura no interior das
peças de concreto
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
TABELA 5 - Dimensões mínimas para lajes lisas ou cogumelo
TRRF (min)
h (mm)
C¹ (mm)
30
150
10
60
180
15
90
200
25
120
200
35
Dimensões mínimas para garantir a função corta-fogo
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
TABELA 5 - Dimensões mínimas para lajes nervuradas apoiadas em três ou quatro lados
ou contínuas
Nervuras
Combinações de bmin/c1 1)
mm/mm
TRRF (min)
1
2
3
Capa*
h/c1
mm/mm
30
80/10
80/10
60
100/25
120/15
190/10
80/10
90
120/35
160/25
250/15
100/15
120
160/45
190/40
300/30
120/20
1) bmin corresponde à largura mínima da nervura.
2) h corresponde à altura da laje.
* Dimensões mínimas para garantir a função corta-fogo.
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
MÉTODO TABULAR DE DIMENSIONAMENTO DE ESTRUTURAS DE CONCRETO
NBR15200 - PROJ. DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE
INCÊNDIO
TABELA 12 - Dimensões mínimas para tirantes
TRRF (min)
30
60
90
120
Combinações de bmin/c1 1)
1
80/25
120/40
140/55
200/65
2
200/10
300/25
400/45
500/45
Quando do emprego do método tabular, devem ser considerados os aspectos a seguir relacionados:
a)
b)
Na elaboração das tabelas para lajes, foi considerada a condição de fogo por baixo, isto é, incêndio
sob a laje. Para vigas e nervuras, considerou-se fogo em três faces (laterais e inferior)
Na verificação de vigas de largura variável, deve ser considerada a largura no nível do centro de
gravidade da armadura.
INCÊNDIO TECELAGEM ZÊLO -1995
INCÊNDIO TECELAGEM ZÊLO -1995
INCÊNDIO TECELAGEM ZÊLO -1995
INCÊNDIO TECELAGEM ZÊLO -1995
INCÊNDIO TECELAGEM ZÊLO -1995
INCÊNDIO GRANDE AVENIDA - 1981
INCÊNDIO GRANDE AVENIDA - 1981
EDIFÍCIO DA CESP
INCÊNDIO CESP - 1987
INCÊNDIO CESP - 1987
EDIFÍCIO DA CESP
INCÊNDIO CESP - 1987
INCÊNDIO CESP - 1987
Incêndio Secretaria do Meio-Ambiente - 95
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Avaliar a resistência ao fogo das telhas com
proteção térmica na face inferior, tendo em conta
o levantamento das temperaturas das cordoalhas
na base das peças e do concreto na mesma
região, quando submetidas à elevação
padronizada de temperatura dada na norma NBR
5628/2001 – “Componentes Construtivos
Estruturais – Determinação da Resistência ao
Fogo”.
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Visando comprovar a resistência ao fogo das
telhas pelo período de 120 minutos, foram
tomadas as temperaturas máximas alcançadas ao
final no período de 120 minutos de ensaio, nas
cordoalhas posicionadas na base das telhas e no
concreto na mesma região.
Tais valores corresponderam a 319°C para as
cordoalhas e a 317°C para o concreto.
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
A verificação da estabilidade da peça, segundo a norma ABNT NBR
15200:2004, para as temperaturas medidas, deve ser feita com resistência ao
escoamento da cordoalha equivalente a 0,67 fpyk, módulo de elasticidade da
cordoalha equivalente a 0,87 Eps, resistência à compressão do concreto de 0,83
fck e módulo de elasticidade do concreto de 0,69 Ec.
A verificação foi feita considerando a ampliação da carga permanente, em
razão da aplicação da argamassa de proteção térmica.
A carga acidental foi reduzida para 40% daquela utilizada no projeto em
condições de temperatura ambiente, de acordo com proposição da ABNT NBR
15200:2004.
Considerando-se o vão da telha de 16 m chegou-se ao f de 1,41, para o vão
de 12 m chegou-se ao f de 1,86. Desta forma, conclui-se que as telhas em
questão, dotadas de proteção térmica na superfície inferior, apresentam
resistência ao fogo de 120 minutos.
Exemplo de avaliação laboratorial de resistência
ao fogo de estrutura de concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de
concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de
concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos de EPS
preenchidos de concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos de EPS
preenchidos de concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos de EPS
preenchidos de concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos de EPS
preenchidos de concreto
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos
sílico-calcáreo
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos
sílico-calcáreo
ENSAIO DE RESISTÊNCIA AO FOGO DE PAREDE
ESTRUTURAL
Parede de blocos
sílico-calcáreo