"ESTRUTURAS DE AÇO
EM
SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
"

Valdir Pignatta e Silva


 

EDITORA ZIGURATE
2001
 

PREFÁCIO
 
             SUMÁRIO   
 
 

PREFÁCIO

No passado acreditava-se que o incêndio era obra do acaso e a vítima uma infortunada. Hoje sabe-se que o incêndio é uma ação controlável e as vítimas, quer por morte ou por perda do patrimônio, são conseqüência da ignorância ou de ato criminoso.

Nos países desenvolvidos, a segurança contra incêndio é considerada ciência e é estudada, aceita e aplicada no dia a dia das pessoas. A engenharia de segurança contra incêndio, no denominado primeiro mundo, faz parte do curriculum escolar, havendo cursos de pós-graduação ao nível de mestrado e de doutorado sobre o assunto. Em alguns países há graduação em "Fire Safety Engineering".

A segurança contra incêndio, nos principais centros brasileiros, é praticada por meio de métodos não-científicos, o que pode conduzir ou a soluções antieconômicas, inadmissíveis em um país sem recursos excessivos ou à insegurança. Nos centros menos desenvolvidos, por outro lado, não há a preocupação pela proteção contra incêndio, o que pode resultar prejuízo material ou até de vidas humanas.

Proteger a vida e reduzir as perdas patrimoniais, mas ao mesmo tempo evitar o desperdício é obrigação do profissional que projeta, constrói ou administra um empreendimento e do poder público que o controla.

Tem este livro a finalidade de divulgar os recentes avanços da engenharia de segurança contra incêndio aplicada à engenharia de estruturas, em especial à área das estruturas de aço.

O consumo de aço utilizado para as construções metálicas no Brasil é baixo, se comparado ao dos países considerados desenvolvidos, mesmo assim, nos últimos anos, o uso desse material tem despertado o interesse de arquitetos e de engenheiros e diversas edificações são construídas em aço, tais como edifícios de múltiplos andares, shopping centers, estações ferroviárias, bancos, consultórios médicos, etc.

Para a escolha do aço como material estrutural de uma obra, três questões estão sempre presentes: custo, corrosão e incêndio. Quanto às duas primeiras, já se entende que o custo de uma obra em aço não se mede pelo custo da estrutura e sim pelas vantagens agregadas ao empreendimento e que o fenômeno da corrosão está presente em todos os materiais, sendo minimizado com uma especificação adequada dos tipos de materiais estruturais ou de proteção, projeto e obra bem executados e manutenção.

O terceiro problema a ser enfrentado, isto é, a segurança a incêndio, foi resolvido recentemente, após a publicação de duas normas brasileiras que apresentam métodos de verificação da segurança estrutural com critérios adequados a essa situação excepcional.

O autor, preocupado com esse problema, vem há anos pesquisando e procurando divulgar no Brasil, um método racional para projetar estruturas sujeitas a incêndio tendo por base um modelo realístico de incêndio e com critérios de segurança adequados a essa situação excepcional. Nas normas brasileiras foi incluído um método que, apesar de simplificado, permite ao engenheiro verificar a segurança estrutural em situação de incêndio. Essas Normas permitem que outros métodos mais complexos, ainda desconhecidos no Brasil, sejam utilizados, porém não os detalha.

A análise, o esclarecimento e a complementação de informações sobre a ação térmica nas estruturas e o seu dimensionamento são objeto deste livro.
 
 
 
 

Valdir Pignatta e Silva
 
 

SUMÁRIO

topo
 

CAPÍTULO 1 O INCÊNDIO

1.1 INTRODUÇÃO

1.2 INCÊNDIO-PADRÃO

1.2.1 CURVA TEMPERATURA-TEMPO CONFORME ISO 834

1.2.2 CURVA TEMPERATURA-TEMPO CONFORME ASTM E 119

1.2.3 CURVAS TEMPERATURA-TEMPO CONFORME EUROCODE

1.3 INCÊNDIO NATURAL
 
 

CAPÍTULO 2 DETERMINAÇÃO DA TEMPERATURA NO ELEMENTO ESTRUTURAL

2.1 ESTRUTURA SEM PROTEÇÃO TÉRMICA

2.2 ESTRUTURA COM PROTEÇÃO TÉRMICA

2.2.1 RECOMENDAÇÕES DA NBR 14323

2.2.2 COMPARAÇÃO DE RESULTADOS

2.3 O MODELO DO INCÊNDIO E A TEMPERATURA DA ESTRUTURA
 
 

CAPÍTULO 3 DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO DOS AÇOS ESTRUTURAIS A ALTAS TEMPERATURAS

3.1 DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO

3.2 FLUÊNCIA
 
 

CAPÍTULO 4 SEGURANÇA DAS ESTRUTURAS EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO

4.1 PROTEÇÃO À VIDA HUMANA

4.2 SEGURANÇA ESTRUTURAL

4.2.1 TEMPERATURA ATUANTE E TEMPERATURA CRÍTICA

4.2.1.1 TEMPERATURA ATUANTE

4.2.1.2 TEMPERATURA CRÍTICA

4.2.2 AÇÕES E SEGURANÇA

4.2.2.1 RESISTÊNCIA DE CÁLCULO

4.2.2.2 COMBINAÇÃO ÚLTIMA DAS AÇÕES
 
 

CAPÍTULO 5 COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS DE AÇO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO

5.1 INTRODUÇÃO

5.2 VIGAS CONTINUAMENTE TRAVADAS

5.2.1 VIGAS SIMPLESMENTE APOIADAS

5.2.2 VIGA BIAPOIADA COM RESTRIÇÃO À DEFORMAÇÃO AXIAL

5.3 PÓRTICO PLANO

5.3 EFEITO DO GRADIENTE TÉRMICO
 
 

CAPÍTULO 6 MÉTODO SIMPLIFICADO DE DIMENSIONAMENTO

6.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS

6.2 DEFORMAÇÕES TÉRMICAS

6.3 DETERMINAÇÃO DOS ESFORÇOS RESISTENTES DOS ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE AÇO

6.3.1 BARRAS TRACIONADAS

6.3.2 BARRAS COMPRIMIDAS

6.3.3 BARRAS FLETIDAS

6.3.3.1 FATORES DE CORREÇÃO k

6.3.4 BARRAS SUJEITAS À FORÇA NORMAL E MOMENTOS FLETORES

6.3.5 LIGAÇÕES

6.4 MÉTODOS DE ENSAIOS

6.5 MÉTODOS AVANÇADOS DE ANÁLISE

6.5 EXEMPLOS DE APLICAÇÃO
 
 

CAPÍTULO 7 MATERIAIS DE PROTEÇÃO TÉRMICA DE ESTRUTURAS DE AÇO
 
 

CAPÍTULO 8 PROCEDIMENTOS PARA DIMENSIONAMENTO
 
 

ANEXO A A CARGA DE INCÊNDIO DOS EDIFÍCIOS

A.1 VALOR CARACTERÍSTICO DA CARGA DE INCÊNDIO ESPECÍFICA

A.2 VALOR DE CÁLCULO DA CARGA DE INCÊNDIO ESPECÍFICA
 
 

ANEXO B GRAU DE VENTILAÇÃO
 
 

ANEXO C PROPRIEDADES TÉRMICAS DOS MATERIAIS

C.1 AÇO

C.1.1 CONDUTIVIDADE TÉRMICA

C.1.2 CALOR ESPECÍFICO

C.1.3 DILATAÇÃO TÉRMICA

C.2 MATERIAIS DE VEDAÇÃO

C.2.1 CONDUTIVIDADE TÉRMICA

C.2.2 CALOR ESPECÍFICO
 
 

ANEXO D O MODELO DO INCÊNDIO NATURAL COMPARTIMENTADO

D.1 NORMA SUECA SBN 67

D.2 MODELO DE PETTERSSON

D.3 CURVAS PARAMETRIZADAS CONFORME EUROCODE

D.4 LIMITES DE APLICAÇÃO DO MODELO DO INCÊNDIO NATURAL
 
 

ANEXO E A TEMPERATURA NO ELEMENTO ESTRUTURAL SEM PROTEÇÃO TÉRMICA
 
 

ANEXO F FATOR DE MASSIVIDADE
 
 

ANEXO G MÉTODO DO TEMPO EQUIVALENTE
 
 

ANEXO H MÉTODO DE AVALIAÇÃO DE RISCO DE INCÊNDIO EM EDIFICAÇÕES - MÉTODO DE GRETENER

H.1 PROCEDIMENTO DE CÁLCULO
 
 

ANEXO I ESTRUTURAS DE CONCRETO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
 
 

BIBLIOGRAFIA
 
 

ÍNDICE