Dimensionamento de estruturas de concreto armado em situação de incêndio. Métodos tabulares

20 Pages·2003·2.51 MB·Portuguese

Dimensionamento de estruturas de concreto armado em situação de
incêndio. Métodos tabulares apresentados em normas internacionais.

Carla Neves COSTA(1); Valdir Pignatta e SILVA(2)

(1)Engª Civil, M.Sc., Doutoranda, Departamento de Engenharia de Estruturas e Fundações
Escola Politécnica, Universidade de São Paulo
email: [email protected]

(2)Professor Doutor, Departamento de Engenharia de Estruturas e Fundações
Escola Politécnica, Universidade de São Paulo
email: [email protected]

Av. Prof. Almeida Prado, trav. 2, n° 271, sala 123–LMC. Dept°. Eng. Estruturas e Fundações [Ed. Eng. Civil].
CEP: 05508-900, Cidade Universitária, São Paulo – S.P. Brasil. Tels.: (11) 3091-5542 / 5562.
Fax: [phone].

Resumo

A norma brasileira NBR 14432:2000 – Exigências de Resistência ao Fogo dos Elementos
Construtivos das Edificações, apresenta o tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF)
a ser assegurado pelas estruturas em situação de incêndio. O TRRF estabelecido para as
estruturas de uma edificação é definido em função do uso e das dimensões da edificação,
independente do material construtivo utilizado. A Instrução Técnica do Corpo de
Bombeiros de São Paulo, IT n° 08/01 – Segurança Estrutural nas Edificações -
Resistência ao Fogo dos Elementos de Construção, publicada em 2001, torna essas
exigências obrigatórias no Estado de São Paulo.
A norma brasileira, a NBR 5627:1980 – Exigências Particulares das Obras de Concreto
Armado e Protendido em Relação à Resistência ao Fogo foi cancelada pela ABNT, em
2001, por estar desatualizada. O Anexo B, constante na versão de 2001 do texto de
revisão da NBR 6118 fornecia as dimensões mínimas a serem consideradas em projeto,
para os elementos de concreto em função do TRRF; apresentava também os fatores de
redução das características mecânicas do concreto e do aço em função da temperatura.
Posteriormente, a versão conclusiva de 2002 do referido texto de revisão suprimiu o
referente ao assunto, convertendo-o em proposta de texto-base para uma futura norma
específica.
Neste trabalho é apresentado o panorama internacional das recomendações normativas
para o projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio. São apresentados
também, os métodos tabulares indicados por diversas normas internacionais; trata-se da
forma mais expedita de dimensionamento de estruturas de concreto em situação de
incêndio. Foi realizada uma análise comparativa entre esses métodos e as dimensões
usuais mínimas das estruturas correntes, a fim de verificar o grau de segurança contra
incêndios das estruturas brasileiras.

Palavras-chave: segurança estrutural, estruturas de concreto, dimensionamento, incêndio,
resistência ao fogo, normatização.
1 Introdução
O concreto armado é um material constituído por vários materiais (cimento Portland,
água, agregados miúdos, agregados graúdos e aço) consolidados como um único
material endurecido.
O material endurecido – concreto armado comporta-se à temperatura ambiente, como um
material homogêneo.
Em altas temperaturas, a heterogeneidade do concreto armado é realçada. Há dilatações
térmicas diferenciais dos componentes do concreto endurecido. A baixa condutividade
térmica do concreto em relação aos metais e a massividade dos elementos de concreto
contribui para a formação de elevados gradientes térmicos. Há pressões nos poros do
concreto devido à evaporação da umidade, as quais conduzem à formação de tensões
térmicas na microestrutura do concreto endurecido. Essas tensões levam à fissuração
excessiva e enfraquecimento do concreto (COSTA et al. (2002b)). Há redução progressiva
de resistência e rigidez em função da temperatura elevada, a qual deve ser considerada no
projeto de edifícios visando à segurança estrutural em situação de incêndio.
Dentre as formas de desagregação porque passa o concreto aquecido, destaca-se o
fenômeno do “spalling”, que pode assumir um caráter imprevisível, durante os primeiros
minutos de incêndio (COSTA et al. (2002a)).
Segundo o Merriam-Webster Online Dictionary, o verbo “to spall” significa “to break off
chips, scales, or slabs – EXFOLIATE”. Os lascamentos do concreto são esfoliações e
desintegrações das camadas superficiais dos elementos de concreto, quando expostos a
altas temperaturas por longos períodos ou, a gradientes térmicos elevados caracterizados
por aquecimentos muito rápidos.
Esses lascamentos têm sido largamente divulgados pela literatura técnica internacional
como “spalling”.
A inversão de gradientes na fase de resfriamento do incêndio conduz ao aumento de
fissurações progressivas, reduzindo ainda mais a resistência residual do concreto.
O aço, embora mais estável a temperaturas elevadas experimenta efeitos de fluência e de
dilatação excessiva, além da redução da resistência e do módulo de elasticidade.
A redução das propriedades mecânicas do concreto armado é considerada no
dimensionamento dos elementos estruturais. Códigos internacionais da América do Norte,
Europa e Oceania apresentam métodos simplificados de dimensionamento em função do
tempo requerido de resistência ao fogo, de acordo com o nível de risco dos edifícios.
Nos países desenvolvidos, as estruturas de concreto em situação de incêndio, são
correntemente projetadas com base no conhecido “método tabular” (BS 8110 Part 2
(1985), ACI-216R (1989), NZS 3101 (1995), AS-3600 (2001), prEN 1992-1-2 (2002)) de
dimensionamento em situação de incêndio.
O “método tabular” é o mais simples de todos os métodos de dimensionamento de
estruturas de concreto em situação de incêndio. Trata-se de simples tabelas, as quais
apresentam dimensões mínimas da área da seção transversal e do cobrimento ou da
distância “a” (distância compreendida entre o eixo da armadura principal e a face exposta
ao calor mais próxima) em função do tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF).
O tempo de resistência ao fogo é definido com base na curva-padrão ISO-834 (1975) de
incêndio.

2 Normatização brasileira
Atualmente, o CEB (1997) apud ISAIA (2002) define o conceito de durabilidade das
estruturas de concreto como “a capacidade de uma estrutura apresentar o desempenho
requerido durante o período de serviço pretendido, sob a influência dos fatores de
degradação incidentes”, ou seja, durante toda a sua vida útil, a estrutura deve apresentar
segurança tanto em situação normal, como em situação excepcional.
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 1
Em casos de incêndio, a edificação deve: minimizar a propagação das chamas para
outras dependências da edificação ou para edificações vizinhas, assegurar a capacidade
de suporte a fim de permitir a fuga dos usuários e, quando necessárias, as ações de
combate em incêndio em segurança.
Proteger a vida e reduzir as perdas patrimoniais são obrigações legais do profissional que
projeta, constrói ou administra um empreendimento e do poder público que o controla.
Se o projeto estrutural apresentar um fator razoável de segurança, abrangendo os efeitos
da ação térmica no concreto armado, o elemento estrutural assegurará uma estabilidade
aceitável durante a vida útil da edificação.
Porém, se lascamentos e fissurações excessivos ocorrerem, a armadura de aço pode
fragilizar-se rapidamente devido à exposição ao calor e levar o elemento estrutural à ruína.
Dessa forma, os danos progressivos do concreto podem colocar em risco a ação de
salvamento e combate ao fogo na edificação.
As Figuras 2.1, 2.2 e 2.3 mostram o colapso global que alguns edifícios de concreto
sofreram nos últimos anos: um edifício de uma fábrica de roupas em Alexandria (2000),
um edifício residencial em São Petersburgo (2002) e um edifício depósito de materiais
têxteis. Podemos ainda citar os edifícios Sede I e Sede II da CESP (1987) e Ed. Cacique
(1996) no Brasil, os quais sofreram colapso parcial ou total devido ao incêndio.

Figura 2.1: Desabamento de um edifício residencial de Figura 2.2: Colapso estrutural de um
múltiplos andares de concreto armado, em São Petersburgo, edifício em concreto que servia como
no dia 3 de junho de 2002, durante o incêndio (BBC News fábrica de roupas em Alexandria (Egito)
(2002), O Estado de São Paulo (2002) apud COSTA (2002)). (BBC News (2000) apud COSTA (2002)).

Figura 2.3: Ruínas do depósito das lojas Zêlo S/A, por ocasião do incêndio (COSTA (2002)).

A NBR 14432 (2000) – “Exigências de Resistência ao Fogo de Elementos Construtivos
das Edificações” indica os tempos requeridos de resistência ao fogo (TRRF’s) que devem
ser respeitados pelas edificações brasileiras, independentemente do material estrutural
utilizado. O TRRF é obtido do modelo do “incêndio-padrão”.
A IT 08 (2001) – “Segurança Estrutural nas Edificações – Resistência ao Fogo dos
Elementos de Construção” do Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, com
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 2
pequenas alterações, incorpora a NBR 14432 (2000) tornando-a obrigatória em São Paulo.
No Brasil já houve uma norma exclusiva para estruturas de concreto em situação de
incêndio – a NBR 5627 (1980) – cancelada em 2001 e substituída pelo Anexo B do texto
de revisão da NBR 6118, versão de 2001. Posteriormente, esse anexo foi suprimido na
versão final de 2002 do referido texto de revisão.
A NBR 5627 (1980) – “Exigências particulares das obras de concreto armado e
protendido em relação à resistência ao fogo” apresentava um método tabular para
dimensionamento das estruturas de concreto. Atualmente não há qualquer norma
brasileira que permita o meio técnico respeitar a legislação vigente (NBR 14432 (2000),
IT-08 (2001) em São Paulo) no Brasil.
Na ausência de normatização brasileira para o dimensionamento de estruturas de concreto
em situação de incêndio, o projetista de estruturas precisará recorrer a normas estrangeiras
para elaborar um projeto estrutural em consonância com a legislação em vigor.

3 Tempo de Resistência Requerido ao Fogo
3.1 Temperatura do compartimento em chamas
As principais ações que causam esforços nas estruturas à temperatura ambiente são: a
ação da gravidade e a ação eólica (ventos). Em situação de incêndio, o projeto deve
considerar também a ação térmica.
A ação térmica é designada pela ação dos fluxos de calor por radiação e convecção nos
elementos estruturais. A elevação da temperatura nos elementos da estrutura é
conduzida pela ação térmica.
Durante o incêndio, o fluxo de calor por radiação é gerado pela diferença de temperatura
entre as chamas e a superfície dos elementos estruturais e de compartimentação. O fluxo
de calor por convecção é gerado pela diferença de densidade entre os gases do ambiente
em chamas: os gases quentes são menos densos e tendem a ocupar a atmosfera
superior, enquanto os gases frios, de densidade maior, tendem a se movimentar para a
atmosfera inferior do ambiente.
Para facilitar a determinação da ação térmica nas estruturas foram formulados modelos
matemáticos de incêndio, os quais descrevem a variação da temperatura do
compartimento em função do tempo do sinistro.
Na análise estrutural, o incêndio é caracterizado pela relação entre a temperatura dos
gases quentes e o tempo, representada por meio de “curvas temperatura-tempo” ou,
simplesmente, “curvas de incêndio”. A partir dessas curvas é possível calcular a máxima
temperatura atingida pelas peças estruturais e a sua correspondente capacidade resistente.
Num incêndio real, a curva representativa da variação de temperatura é caracterizada por
três estágios delimitados por dois pontos (Figura 3.1): “flashover” e temperatura máxima.
Essas regiões denominam-se:
(cid:1) Ignição: região que representa o início da inflamação e a temperatura cresce
gradualmente; esse estágio é também conhecido como “pré-flashover” e termina no
instante conhecido por “flashover” (instante de inflamação generalizada).
(cid:1) Fase de aquecimento: região caracterizada por uma mudança repentina de
crescimento de temperatura; todo o material combustível no compartimento entra em
combustão e a temperatura dos gases quentes cresce rapidamente até atingir o pico
da curva – a temperatura máxima dos gases do ambiente.
(cid:1) Fase de resfriamento: ramo descendente que representa a redução de temperatura
dos gases no ambiente.
A curva temperatura-tempo de um incêndio real não é determinada facilmente, pois
diversos fatores determinam a variabilidade de um incêndio em relação a outro: carga de
incêndio, grau de ventilação, característica dos materiais da compartimentação e
dimensões do compartimento.
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 3
ra θ temperatura máxima incêndio curva-padrão
u
at do incêndio real ISO-834
r
e
p
m
te fase de fase de
resfriamento
aquecimento
ignição
tempo
inflamação tempo
generalizada
(“flashover”)
Figura 3.1: Curva temperatura-tempo de um incêndio Figura 3.2: Modelo do incêndio natural.
real (SILVA (2001)).

Por questões de simplicidade, a curva real é normalmente substituída por curvas
padronizadas para ensaios. A curva padronizada mais difundida internacionalmente por
meio de normas e procedimentos de ensaios é a ISO-834 (1975).
A curva ISO-834 (1975) é conhecida como “curva-padrão” e independe das
características do ambiente e da carga de incêndio. As recomendações da NBR 5628
(2001) são baseadas nessa mesma curva.
Na América do Norte, a curva-padrão é representada pela tabela da ASTM E-119. Na
realidade, a curva da ASTM E-119 é a “ancestral” de todas as curvas-padrão de materiais
celulósicos, difundidas nos códigos normativos de diversos países.
A tabela da ASTM E119 tem sido adotada desde 1918, inspirada nas propostas do
Underwriters Laboratory de Chicago em 1916, para ensaio de pilares (LIE (1972) apud
SILVA (1997)). Os valores dessa tabela têm por base as temperaturas máximas de
incêndios reais, tomando por referência o ponto de fusão de materiais já conhecido
naquela época (GOSSELIN (1987) apud COSTA (2002)).
No modelo do incêndio-padrão (curva ISO-834) admite-se que a elevação da temperatura
do incêndio é logarítmica, em função do tempo (expressão [3.1]); portanto, não há o ramo
descendente que representa a fase de resfriamento do incêndio (Figura 3.2).
( )
θ −θ =345⋅log 8⋅t+1 [3.1]
g g0
onde: θ = temperatura dos gases quentes (atmosfera) do compartimento em chamas
g
[°C];
θ = temperatura da atmosfera do compartimento no instante t = 0 [°C];
g0
t = tempo [min].

A curva-padrão ISO-834 (1975) é usada para ensaios e em projetos de construção civil,
visando compartimentos cuja carga de incêndio é constituída exclusivamente de celulósicos.
Quaisquer conclusões com base nessa curva devem ser analisadas com cuidado, pois o
incêndio-padrão não corresponde ao comportamento real do incêndio.
Há curvas de incêndio, chamadas de “curvas naturais”, parametrizadas pela quantidade
de material combustível (carga de incêndio), pelo grau de ventilação e pelas
características térmicas e físicas dos materiais da compartimentação (Figura 3.3). Essas
curvas são modelos simplificados do incêndio real.
Para projeto (“fire design”), no entanto, não basta determinar essa curva com base num
cenário de incêndio preestabelecido. Devem ser avaliados o grau de confiabilidade do
cenário escolhido e o risco de que ele possa não ocorrer durante a vida útil da edificação
e as suas conseqüências. Na prática, costuma-se utilizar o conceito de “valor de cálculo
da carga de incêndio”. O valor da carga de incêndio que caracteriza o ambiente é
multiplicado por coeficientes de ponderação determinados em função do risco de incêndio
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 4
e das conseqüências do colapso da edificação (altura, área e uso da edificação) e da
presença de medidas de proteção ativa (SILVA (2001), IT 08 (2001)).
Para materiais altamente inflamáveis (gasolina, querosene, diesel, outros), a curva “H” –
“hydrocarbon curve” (equação [3.2], Figura 3.4) é a mais utilizada em ensaios
laboratoriais, sendo a mais citada pela literatura técnica internacional.
Ao contrário da curva-padrão, a curva “H” foi projetada com base em experiências e
resultados de ensaios de vários incêndios de hidrocarbonetos. Duas características
importantes diferenciam o incêndio de materiais hidrocarbonetos, do incêndio de materiais
celulósicos: a taxa do aquecimento e o fluxo de calor liberado durante a combustão
(MILKE et al. (2002) apud COSTA (2002)).
( )
θ =1080⋅ 1−0,33⋅e−0,17⋅t −0,68⋅e−2,50⋅t +20 [3.2]
g
onde: θ = temperatura dos gases quentes (atmosfera) do compartimento em chamas
g
[°C];
t = tempo [min].

1200
1000
C)
θ (° 800
a
r
u 600
at
r
e
p
m 400
te ISO 834 (1975)
200
"H" - curva de incêndio para
hidrocarbonetos (prENV 1991-1-2 (2001))
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240
tempo (min)
Figura 3.3: Curvas naturais paramétricas (prEN Figura 3.4: Curva-padrão ISO 834 (1975) para
1991-1-2 Draft (2002)). Os valores de “νννν” materiais celulósicos e curva “H” (prEN 1991-1-2
correspondem ao grau de ventilação. Draft (2002)) para materiais hidrocarbonetos.

Outras curvas-padrão para materiais inflamáveis (ASTM E1529 (1993), RWS, RABT)
foram modeladas em função da severidade do incêndio e têm sido internacionalmente
recomendadas para situações especiais (COSTA (2002)).

3.2 Temperatura do elemento estrutural
A ação térmica no concreto armado é traduzida pela redução das propriedades mecânicas.
Na análise estrutural, a diminuição da resistência e do módulo de Young dos materiais,
em função da temperatura é obtida por meio de fatores de redução, os quais
correlacionam o decréscimo dessas propriedades mecânicas a cada nível térmico.
Por isso é fundamental conhecer a temperatura do elemento estrutural a fim de estimar os
valores das propriedades materiais para essa temperatura.

3.2.1 Elementos esbeltos
A partir da curva temperatura-tempo dos gases quentes é possível determinar a
temperatura no elemento estrutural, por meio de expressões da transferência de calor.
Tais expressões são fornecidas pela NBR 14323 (1999) e são válidas para elementos
estruturais metálicos com distribuição uniforme de temperatura.
Admitir a distribuição uniforme de temperatura em elementos isolados de estruturas
metálicas é uma prática que apresenta boa coerência com a realidade. Os elementos de
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 5
aço são extremamente esbeltos e se aquecem rapidamente, fazendo com que a
temperatura nas peças de pequena espessura se uniformize.
Adotar a mesma simplificação para elementos de aço em contato com concreto ou
alvenaria é dimensionar a favor da segurança e, de regra, é utilizada na falta de análise
térmica mais precisa.
A máxima temperatura na peça (Figura 3.5) pode ser encontrada com a utilização de curvas
naturais. O emprego de modelos de incêndio mais realistas permite determinar a “temperatura
máxima“ do elemento estrutural; o dimensionamento desse elemento para a sua temperatura
máxima assegura uma resistência ao fogo adequada, durante a vida útil da estrutura.

Incêndio-padrão
Temperatura (o C ) Temperatura (oC )
Incêndio natural
Temperatura no
elemento estrutural
Temperatura no
elemento estrutural
Tempo Tempo (min)
Figura 3.5: Temperatura no elemento estrutural Figura 3.6: Temperatura no elemento estrutural
(incêndio natural). (incêndio-padrão).

A temperatura que causa o colapso de um elemento estrutural em situação de incêndio é
denominada temperatura crítica, isto é, temperatura máxima da estrutura, a partir da qual
sua ruína é iminente.
Para garantir a segurança estrutural em situação de incêndio, deve-se evitar que a
temperatura de colapso seja atingida.
A temperatura crítica depende do tipo de material e do sistema estrutural, isto é,
carregamento aplicado, vinculações, geometria, etc. (FAKURY et al. (2000)).
Na prática emprega-se a curva-padrão para facilitar os cálculos, embora haja uma
dificuldade operacional: a curva temperatura-tempo do elemento estrutural não apresenta
a temperatura máxima (Figura 3.6). Tal inconsistência pode ser solucionada de forma
fictícia, ao arbitrar-se um “tempo” em que ocorre a temperatura máxima. Esse “tempo” é
conhecido por “tempo requerido de resistência ao fogo” (TRRF) dos elementos e é
encontrado em normas ou códigos.
A NBR 14432 (2000) define o TRRF como sendo “o tempo mínimo de resistência ao fogo
de um elemento construtivo quando sujeito ao incêndio-padrão”. Trata-se de um valor que
é função do risco de incêndio e de suas conseqüências.
Por simplicidade, o TRRF é avaliado subjetivamente e definido pelo consenso da
sociedade. Não se trata, portanto, de tempo de desocupação, tempo de duração do
incêndio ou tempo-resposta do Corpo de Bombeiros ou brigada de incêndio.
Os valores dos TRRF também não devem ser confundidos com valores definidos pelo
poder público, tais como: horário a partir do qual deve haver silêncio em lugares públicos,
velocidade máxima em vias públicas, etc.
O TRRF é um tempo que pode ser calculado segundo as Teorias das Estruturas e da
Transferência de Calor ou encontrado experimentalmente. Tendo em vista, entretanto, a
dificuldade desse cálculo, esse “tempo” é fixado na base do consenso.
No caso das estruturas calculadas à temperatura ambiente, os coeficientes de
ponderação definidos em normas de engenharia (ABNT/NBR aqui no Brasil) retratam a
probabilidade de colapso aceitável de uma edificação bem dimensionada, durante sua
vida útil, à temperatura ambiente.
Para as estruturas calculadas em situação de incêndio, os valores dos TRRF encerram a
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 6
probabilidade de colapso aceitável de uma edificação bem dimensionada, para a situação
de incêndio, durante sua vida útil.

3.2.2 Elementos robustos
Ao contrário dos elementos metálicos, as peças de concreto geralmente não são esbeltas.
Além disso, a condutividade térmica do concreto é bem menor do que a do aço. Portanto,
considerar distribuição uniforme de temperatura nos elementos de concreto é
exageradamente favorável à segurança.
O artifício descrito no item 3.2.1 é prontamente entendido para o caso de elementos
esbeltos, para os quais admite-se a distribuição uniforme de temperatura.
Por outro lado, o meio técnico habituou-se a usar o modelo do incêndio-padrão e a medir
a “resistência ao fogo” em unidade de um “tempo” (TRRF); essa prática foi mantida para
estruturas de concreto, ou seja, os elementos estruturais devem respeitar um TRRF
padronizado. O TRRF é padronizado em função do risco de incêndio e de suas
conseqüências em 30, 60, 90 e 120 minutos.
O “método tabular” de dimensionamento apresentado em diversos códigos internacionais
(BS 8110 Part 2 (1985), ACI-216R (1989), NZS 3101 (1995), AS-3600 (2001), prEN 1992-1-2
(2002)) foi elaborado com base no conceito do tempo requerido de resistência ao fogo.
As tabelas do “método tabular” têm por base o princípio do qual a temperatura em um
ponto da seção transversal do concreto é menor tanto quanto mais afastado ele estiver da
superfície exposta ao fogo. Dessa forma, quanto maior for a seção transversal, tanto maior
será o núcleo frio e, quanto mais afastada da superfície aquecida estiver a armadura, tanto
menor será sua temperatura.

4 Método tabular de dimensionamento das estruturas de concreto em
situação de incêndio
O método tabular de dimensionamento é o método mais simples a ser utilizado para as
estruturas de concreto atenderem aos requisitos da verificação em situação de incêndio
segundo a NBR 14432 (2000) – “Exigências de resistência ao fogo de elementos
construtivos das edificações”.
O conjunto de tabelas que associam o TRRF e o tipo de elemento estrutural às
dimensões mínimas a serem adotadas no projeto permite aplicação imediata do método
na concepção estrutural da edificação. Na literatura consultada, não foi encontrada a
origem exata dessas tabelas.
A norma americana ACI 216R–89 apresenta o método tabular completo para o
dimensionamento dos elementos. Para os pilares, uma tabela simples contendo resultado
de alguns ensaios é apresentada; para as lajes é indicado outro método simplificado de
aplicação imediata: determinar as características geométricas adequadas em função do
TRRF, por meio de diagramas; vigas as vigas, os diagramas fornecidos servem para
auxiliar outro método de dimensionamento, conhecido como método simplificado de
verificação da capacidade resistente do elemento.
As normas oceânicas AS-3600 (2001) e NZS 3101 Part 1 (1985) também apresentam
diagramas para dimensionamento de vigas e pilares.
Ambas as normas brasileira NBR 5627 (1980) e espanhola Instrucción EH-80 (1980) apud
CÁNOVAS (1988) foram canceladas. A norma espanhola foi substituída por normatização
posterior à década de 80. A apresentação de algumas normas antigas oferece o panorama
da evolução das recomendações normativas em relação àquelas mais recentes,
particularmente o Eurocode 2 (prEN 1992-1-2 (2002)) e a norma australiana AS-3600
(2001), para o estudo comparativo deste trabalho.
Os valores preconizados pela normatização brasileira, para projeto em situação normal
são apresentados com a finalidade de compara-los àqueles recomendados principais
normais internacionais de projeto em situação de incêndio.
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 7
4.1 Lajes
Na Tabela [4.1] estão excluídas as lajes lisas e cogumelo. São apresentados os valores mínimos para projeto à temperatura ambiente
preconizados pela normatização brasileira, a fim de ser avaliado o grau de segurança contra o incêndio-padrão das lajes nacionais sem
qualquer medida de proteção ao fogo.

Projeto a temperatura ambiente Projeto em situação de incêndio
EspessuraP mroínjeimtoa NBRc 6o1b1ri8m:2e0n0to2s mínimos normas prEN(2 1090922) -1-2 CNE° B20–8B u(1ll9e9t1in) BS(1 8918c150) -2 A(S2-030c610)0 NZ(P1Sa9 r83tc 511)0 1 strucción EH-0 (1980) apud CÁNOVAS (1988) NBRca 5n6c2e7la (d1a9 80) AP6ncr1eoa1xjn8eoc t (eo“2l Ba0Nd0”Bo 1dR )o
“a” (mm) “a” (mm) mín mín mín n8 c (mm) “a” (mm)
h (mm) c (mm) (mm) (mm) (mm) I mín
laje mín
armada em armada em armada em
Tipo (finalidade) da Classes de agressividade
laje ambiental 2 direções
e e e e e e e
F aj aj aj aj aj aj aj
R hl hl hl hl hl e n hl hl
R aj mí
T hl c
(cid:1) (cid:2) (cid:3) (cid:4) (cid:5) x x x
y x y x y
x x x x
y y
y y y y
30 60 10* 10* 10* 60 10 10 10 75 15 15 60 15 10 50 10 10 100 10 — — — — — 60 10 10 10
60 80 20 15* 15* 80 25 10 25 95 20 20 80 20 15 75 10 10 100 20 80 25 10 25 80 10 15 20
50 70 100 120 150 20 25 35 45
90 100 30 10* 20 100 35 15 35 110 25 20 100 25 15 95 20 15 125 30 120 45 20 I.E. 45 100 15 20 30
120 120 40 20 25 120 45 20 45 125 35 25 120 30 15 110 30 15 125 40 150 60 30 30 120 20 25 40
* Normalmente o cobrimento adotado para situação ambiente é suficiente.
Legenda: (cid:1) cobertura não em balanço
(cid:2) piso ou cobertura em balanço
(cid:3) suportam veículos com peso até 30 kN
(cid:4) suportam veículos com peso acima de 30 kN
(cid:5) lajes protendidas
I. E. = interpolação linear
Nota: Nem todas as normas apresentam o cobrimento mínimo explicitamente. Ele pode ser estimado em função da distância “a”, pela expressão c ≅ a –10 mm
mín
Tabela 4.1: Dimensões mínimas de lajes maciças de concreto de densidade normal (agregados graníticos) recomendadas por algumas normas internacionais, em função do TRRF.
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 8
Para o dimensionamento de lajes, o ACI 216R-89 (1989) fornece diagramas,
independente das condições de vínculo.
Nesses gráficos, a resistência das lajes é correlacionada à espessura mínima necessária
da peça, em função do tempo requerido de resistência ao fogo. É assumida a temperatura
máxima de 139 °C na superfície externa oposta à ação direta do calor. Essa medida
assegura a função de compartimentação da laje em incêndio, impedindo que o sinistro se
propague para outros compartimentos da edificação. A Figura 4.1 fornece as espessuras
mínimas das lajes e a Tabela 4.2 apresenta os resultados obtidos dessa figura.

Projeto para situação de incêndio.
TRRF (minutos) h (mm)
laje
30 60
60 85
90 105
120 125
Tabela 4.2: Espessura mínima de lajes de
concreto usual (agregados silicosos) para
projeto estrutural em situação de incêndio,
segundo o ACI 216R-89 (1989).
Figura 4.2: Dimensões de largura “b”,
cobrimento das armaduras “c” e distância “a”
entre o centro geométrico da armadura
Figura 4.1: Espessuras mínimas de lajes e paredes em principal e a face exposta ao fogo. Essas
função do TRRF e das características da mistura do dimensões são referências dos métodos
concreto (ACI 216R-89 (1989)). tabulares.

vigas isostáticas vigas contínuas pilares
Figura 4.3: Dimensões de largura “b ” e o cobrimento das armaduras “c ” distância “a” entre o centro geométrico da
min mín
armadura principal e a face exposta ao fogo (AS 3600 (2001)). Essas dimensões são referências dos métodos tabulares.
V Simpósio EPUSP sobre Estruturas de Concreto 9