Projeto influencia a resistência ao fogo de estruturas de concreto pré-fabricado

Todo material estrutural, independentemente de sua natureza, perde resistência e módulo de elasticidade quando submetido a temperaturas elevadas. Em caso de incêndio, o risco de colapso parcial ou total existe, demandando, dos projetistas, soluções de dimensionamento capazes de elevar o nível de segurança dessas estruturas.

Lajes pré-moldadas

Lajes nervuradas

Estruturas e peças de concreto pré-fabricado

Acessórios para pré-moldados

Artefatos em concreto pré-fabricado

O concreto endurecido é um material incombustível e de baixa condutividade térmica. No entanto, quando exposto ao fogo por um determinado período de tempo, pode fissurar e lascar (spalling), aumentando a suscetibilidade de exposição da armadura ao calor.

No caso das estruturas de concreto pré-fabricado, o tema é contemplado nas normas ABNT NBR 9062:2017 – Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado e ABNT NBR 16.475:2017 - Painéis de parede de concreto pré-moldado - Requisitos e procedimentos. Essas normas estabelecem critérios e parâmetros de dimensionamento, inclusive para elementos como lajes alveolares e painéis maciços de concreto.

É importante que a proteção contra o incêndio seja tratada inicialmente em projetos arquitetônicos bem pensados e solucionados. Quando isso ocorre, as soluções estruturais são empregadas de forma mais natural

Íria Lícia Oliva Doniak

“É importante que a proteção contra o incêndio seja tratada inicialmente em projetos arquitetônicos bem pensados e solucionados. Quando isso ocorre, as soluções estruturais são empregadas de forma mais natural”, diz Íria Lícia Oliva Doniak, presidente executiva da Associação Brasileira da Construção Industrializada do Concreto (Abcic).

SEGURANÇA DE LAJES ALVEOLARES

Entre as soluções pré-moldadas de concreto, as lajes alveolares necessitam de uma atenção especial em seu dimensionamento. Esse tipo de laje apresenta aberturas longitudinais (alvéolos) em seu interior que são responsáveis pela redução do peso da peça.

O engenheiro Cassiano Zago, especialista em segurança das estruturas de concreto contra incêndio, explica que questões importantes devem ser verificadas no que diz respeito à análise desse elemento quando submetido a altas temperaturas. São elas:

• comportamento quanto à flexão;
• comportamento quanto ao cisalhamento;
• aderência da armadura protendida no concreto;
• efeito do confinamento da laje por meio da capa estrutural de concreto armado;
• influência das características geométricas da seção no gradiente de temperatura;
• perdas de protensão e o efeito do spalling.

Os requisitos para a prevenção do spalling (lascamento explosivo que ocorre nas faces do elemento de concreto exposto a altas temperaturas) são apresentados no Eurocode (norma Europeia), que recomenda um teor de umidade no concreto abaixo de 3%.

“Para o caso de lajes alveolares, o efeito do lascamento explosivo não oferece grande prejuízo, uma vez que este elemento possui um baixo teor de umidade inerente ao seu processo de produção. No entanto, adverte-se que, para os casos em que se observa um teor de umidade elevado (U > 3%), é necessário que medidas corretivas sejam adotadas”, explica Zago.

Para o caso de lajes alveolares, o efeito do lascamento explosivo não oferece grande prejuízo, uma vez que este elemento possui um baixo teor de umidade inerente ao seu processo de produção

Cassiano Zago

Para as lajes alveolares, as normas vigentes consideram três condições de contorno para dimensionamento à flexão: lajes bi-apoiadas, lajes bi-apoiadas confinadas e lajes contínuas confinadas. A definição da distância da face do elemento estrutural ao eixo da armadura (c1) depende de três fatores:

• Condição de contorno
• M_{sd incêndio}: Esforço solicitante de projeto para combinação de ações na situação de incêndio
• TRRF: Tempo requerido de resistência ao fogo

Para avaliação da capacidade à força cortante, foram estabelecidas relações de redução, conforme a tabela abaixo.

Tabela – Relação de redução de cortante

Os critérios para avaliação dos painéis maciços em situação de incêndio correlacionam a espessura do painel, o tipo de agregado empregado na sua produção e o TRRF.

Tabela – Espessura mínima do painel maciço em função do TRRF e tipo de agregado

Para o dimensionamento dos pilares e vigas em concreto pré-moldado, a estrutura como um todo deve ser projetada atendendo aos requisitos das seguintes normas:

• ABNT NBR 14.432:2001 – Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações – Procedimento
• ABNT NBR 15.200:2012 – Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio
• ABNT NBR 8681:2003 – Ações e segurança nas estruturas – Procedimento
• ABNT NBR 6118:2014 – Projeto de estruturas de concreto – Procedimento

TRATAMENTOS EXTRAS

Segundo Marcelo Cuadrado Marin, diretor técnico da Abcic, os elementos pré-moldados possuem uma grande vantagem no quesito resistência quando expostos ao fogo. Isso se deve ao fato de sua estrutura ser mais robusta, quando comparados com outras tipologias. “Por isso, pode-se afirmar que, para muitos casos, não há a necessidade de produtos adicionais de proteção contra o incêndio”, diz o engenheiro.

Mas nos casos em que a proteção adicional é exigida, o projeto pode prever a utilização de uma série de soluções. As mais usuais são as placas de gesso, pinturas intumescentes e a aplicação de uma camada de sacrifício de argamassa ou de gesso sobre o elemento estrutural.

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