NBR 6118 - anexob

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Texto conclusivo da Revisão da NBR 6118 1
ANEXO B (Normativo)
Estruturas de Concreto em Situação de Incêndio
B.1 Introdução
B.1.1 Escopo
O escopo deste anexo normativo é o de estabelecer os requisitos a serem atendidos pelas estruturas de
concreto em situação de incêndio e a forma de demonstrar o seu atendimento.
Este anexo tem as mesmas restrições da norma como um todo, ver seções 1 e 2.
B.1.2 Objetivos
B.1.2.1 Os objetivos gerais da verificação de estruturas em situação de incêndio são:
- limitar o risco à vida humana;
- limitar o risco da vizinhança e da própria sociedade;
- limitar o risco da própria propriedade exposta ao fogo.
B.1.2.2 Considera-se que esses objetivos são atingidos se for demonstrado que a estrutura mantém as
seguintes funções:
- função corta fogo – a estrutura não permite que o fogo a ultrapasse OU que o calor a atravesse em
quantidade suficiente para gerar combustão no lado oposto ao incêndio inicial;
- função de suporte - a estrutura mantém sua capacidade de suporte da construção como um todo ou de
cada uma de suas partes, evitando o colapso global ou o colapso local progressivo.
Essas duas funções devem ser verificadas, sob combinações excepcionais de ações, no estado limite
último, de modo que são aceitáveis plastificações e ruínas locais que não determinem colapso além do
local.
B.1.2.3 Como plastificações, ruínas e até colapsos locais são aceitos, a estrutura só pode ser reutilizada
após um incêndio se for projetada e executada a sua recuperação. Essa recuperação pressupõe que a
estrutura volte a ter as características que apresentava antes do incêndio, recuperando todas as
capacidades últimas e de serviço exigidas.
B.1.2.4 Essa verificação pode eventualmente concluir que não existe necessidade de recuperação da
estrutura se o incêndio foi pequeno e curto ou se a estrutura tinha proteção superabundante.
B.1.3 Requisitos gerais
Os requisitos estruturais descritos em B.1.2., isto é, manutenção, apesar do fogo, das funções de suporte e
corta fogo, estão inseridos num conjunto maior de requisitos gerais de proteção contra incêndio.
Esses requisitos podem ser resumidos em:
- reduzir risco de incêndio;
- controlar fogo em estágios iniciais;
- limitar área exposta ao fogo (compartimento corta fogo);
- criar rotas de fuga;
- facilitar operação dos bombeiros;
- evitar ruína prematura da estrutura dando tempo suficiente para fuga dos usuários e para ação dos
bombeiros.
Desses objetivos gerais deve-se concluir que edificações grandes, sobretudo mais altas, e contendo maior
carga de incêndio (energia gerada pela combustão do material depositado no edifício) exigirão mais desses
requisitos.
Projetos que favoreçam a proteção contra incêndio, em termos desses requisitos gerais, especialmente
facilitando a fuga dos usuários e a operação dos bombeiros, podem ter aliviadas as exigências em relação à
resistência de sua estrutura ao fogo.
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B.1.4 Referência normativa
Para aplicação deste Anexo é necessário consultar a NBR 14432 que define, em função das características
da construção e do uso da edificação, as ações que devem ser consideradas para representar a situação de
incêndio.
B.2 Propriedades dos materiais em situação de incêndio
As propriedades dos materiais variam conforme a temperatura θ a que são submetidos por ação do fogo.
B.2.1 Concreto
B.2.1.1 Resistência característica à compressão na temperatura θθ
fck (θ) = kc (θ) fck
onde:
fck é a resistência característica à compressão do concreto em situação normal, isto é, a 20
0C;
kc (θ) é o fator de redução da resistência do concreto na temperatura θ, conforme figura 66.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100011001200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
kc 
Figura 66 – Fator de redução da resistência do concreto em função da temperatura
Permite-se estimar a capacidade das peças de concreto em situação de incêndio a partir da resistência
característica à compressão na temperatura θ.
B.2.1.2 Módulo de elasticidade do concreto na temperatura θθ
Eci (θ) = KcE (θ) Eci
onde:
Eci é o módulo de elasticidade inicial do concreto em situação normal, isto é, a 20
0C. Essa mesma
expressão vale para o módulo secante Ecs.
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KcE (θ) – fator de redução do módulo de elasticidade do concreto na temperatura θ, conforme figura 67.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
kcE
Figura 67 – Fator de redução do módulo de elasticidade do concreto em função da temperatura
B.2.2 Aço
B.2.2.1 Aço de armadura passiva
B.2.2.1.1 Resistência característica ao escoamento do aço de armadura passiva na temperatura θθ
fyk (θ) = ks (θ) fyk
onde:
fyk é a resistência característica do aço de armadura passiva em situação normal, isto é, a 20
0C;
Ks (θ) é o fator de redução da resistência do aço na temperatura θ conforme figura 68, onde:
- curva 1 – Ks (θ) aplicável quando εsi ≥ 2%, usualmente armaduras tracionadas de vigas ou lajes;
- curva 2 – Ks (θ) aplicável quando εsi < 2%, usualmente armaduras comprimidas de pilares, vigas ou
lajes.
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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
ks 
1
2
Figura 68 – Fator de redução da resistência do aço de armadura passiva em função da temperatura
B.2.2.1.2 Módulo de elasticidade do aço de armadura passiva na temperatura θθ
Es (θ) = KsE (θ) Es
Es é o módulo de elasticidade do aço de armadura passiva em situação normal, isto é, a 20
0C;
KsE (θ) é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço na temperatura θ, conforme figura 69.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
ksE
Figura 69 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura passiva em função da
temperatura
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B.2.2.2 Aço de armadura ativa
B.2.2.2.1 Resistência característica ao escoamento do aço de armadura ativa na temperatura θθ
fpyk (θ) = Kp (θ)fpyk
onde:
fpyk é a resistência característica do aço de armadura ativa em situação normal, isto é, a 20
0C;
Kp (θ) é o fator de redução da resistência do aço de armadura ativa na temperatura θ, conforme figura
70.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
kp
1
2
Figura 70 - Fator de redução da resistência do aço de armadura ativa em função da temperatura
B.2.2.2.2 Módulo de elasticidade do aço de armadura ativa na temperatura θθ
Ep (θ) = KpE (θ)Ep
onde:
Ep é o módulo de elasticidade do aço de armadura ativa em situação normal, isto é, a 20
0C;
KpE (θ) é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura ativa na temperatura θ,
conforme figura 71.
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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
θθ (ºC) 
kpE 
Figura 71 - Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura ativa em função da
temperatura
B.3 Ação correspondente ao incêndio
Conforme estabelecido na NBR 14432, a ação correspondente ao incêndio pode ser representada por um
intervalo de tempo de exposição ao incêndio padrão1). Esse intervalo de tempo chamado tempo requerido
de resistência ao fogo (TRRF) é definido nessa norma a partir das características da construção e do seu
uso.
O calor transmitido à estrutura nesse intervalo de tempo TRRF gera em cada elemento estrutural, função de
sua forma e exposição ao fogo, uma certa distribuição de temperatura.
Essas temperaturas geram por um lado redução da resistência dos materiais e da capacidade das peças.
Por outro lado elas geram também esforços solicitantes, sejam decorrentes de alongamentos axiais, sejam
decorrentes de gradiente térmicos.
Como com o aquecimento a rigidez das peças diminui muito e a capacidade deadaptação plástica cresce
muito, os esforços gerados por esse aquecimento podem ser em geral desprezados. Casos especiais em
que essa hipótese precisa ser verificada devem atender ao disposto em B.4.4.
B.4 Verificação de estruturas de concreto em situação de incêndio
B.4.1 Introdução
Em condições usuais, as estruturas são projetadas em temperatura normal (da ordem de 200C) e
dependendo das suas características e uso devem ser verificadas em situação de incêndio.
Essa verificação deve ser feita apenas no ELU para a combinação excepcional correspondente. Ver seções
10 a 12.
qjk2j
n
2
qqexcgkgdi F F F F ψγ++γ= Σ
Observar que:
 
1) Definido em padrão internacional ISO.
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a) usualmente desprezam-se todos os esforços decorrentes de deformações impostas, porque são
muito reduzidos pelas grandes deformações plásticas que ocorrem em situação de incêndio;
b) a ação do incêndio se traduz, usualmente, apenas na redução da resistência dos materiais e
capacidade dos elementos estruturais;
c) como o incêndio tem uma probabilidade de ocorrência extremamente baixa, a NBR 8681 permite
adotar para o fator de combinação ψoj, o valor dos fatores de redução ψ2j correspondentes à
combinação quase-permanente.
d) assim a verificação usual da estrutura em situação de incêndio se reduz a mostrar que:
[ ])(f ),(f ),(f R F¯ F S pykykckdiqjk2j
n
2
qgkgdi θθθ≤







γ+γ= Σ
Existem muitos métodos para fazer essa verificação. Para os efeitos desta Norma, são aceitos os três
métodos descritos em B.4.2 a B.4.4.
B.4.2 Método tabular
Neste método, bastante prático, nenhuma verificação é efetivamente necessária, bastando atender às
dimensões mínimas apresentadas nas tabelas 33 a 41, em função do tipo de elemento estrutural e do
TRRF.
Essas dimensões mínimas são normalmente: a espessura das lajes, a largura das vigas, as dimensões das
seções transversais de pilares e tirantes e principalmente a distância entre o eixo da armadura longitudinal e
a face do concreto exposta ao fogo (a).
Os ensaios mostram que em situação de incêndio as peças de concreto rompem usualmente por flexão ou
flexo-compressão e não por cisalhamento. Por isso considera-se apenas a armadura longitudinal nesse
critério.
Tabela 33 – Dimensões mínimas para lajes apoiadas em vigas
a
mm
Apoiada nos quatro lados
TRRF
min
h
mm
lly / llx ≤≤ 1,5 1,5 << lly / llx ≤≤ 2
Apoiada em até
três lados
30 60 10 10 10
60 80 10 15 20
90 100 15 20 30
120 120 20 25 40
180 150 30 40 55
240 175 40 50 65
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Tabela 34 – Dimensões mínimas para lajes planas
TRRF
min
h
mm
a
mm
30 150 10
60 200 15
90 200 25
120 200 35
180 200 45
240 200 50
Tabela 35 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas apoiadas em até três lados
Combinações de bmin/a para nervuras
mm/mmTRRF
min 1 2 3
hf/a para capa
mm/mm
30 80/15 80/10
60 100/35 120/25 200/15 80/10
90 120/45 160/40 250/30 100/15
120 160/60 190/55 300/40 120/20
180 220/75 260/70 410/60 150/30
240 280/90 500/70 175/40
Tabela 36 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas apoiadas nos quatro lados
Combinações de bmin/a para nervuras
mm/mmTRRF
min 1 2 3
hf/a para capa
mm/mm
30 80/10 80/10
60 100/25 120/15 200/10 80/10
90 120/35 160/25 250/15 100/15
120 160/45 190/40 300/30 120/20
180 310/60 600/50 150/30
240 450/70 700/60 175/40
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Tabela 37 – Dimensões mínimas para vigas biapoiadas
Combinações de bmin/a para vigas
mm/mmTRRF
min 1 2 3 4
bwmin
mm
30 80/25 120/15 140/10 190/10 80
60 120/40 140/35 190/30 300/25 100
90 140/55 190/45 250/40 400/35 100
120 190/65 240/55 300/50 500/45 120
180 240/80 300/70 400/65 600/60 140
240 280/90 350/80 500/75 500/70 160
Tabela 38 – Dimensões mínimas para vigas contínuas
Combinações de bmin/a para vigas
mm/mmTRRF
min 1 2 3
bwmin
mm
30 80/12 140/12 190/12 80
60 120/25 190/12 300/12 100
90 140/35 250/25 400/25 100
120 220/45 300/35 500/35 120
180 380/60 400/60 600/50 140
240 480/70 500/70 700/60 160
Tabela 39 – Dimensões mínimas para pilares
Combinações de bmin / a para pilares
mm/mm
Mais de 1 face exposta
Uma face exposta
µµfi = 0,2 µµfi = 0,5 µµfi = 0,7 µµfi = 0,7
TRRF
min
1 2 3
30 150/10 150/10 150/10 100/10
60 150/10 170/10 190/10 120/10
90 170/10 210/10 240/35 140/10
120 190/40 250/40 280/40 160/45
180 240/50 320/50 360/50 200/60
240 300/50 400/50 450/50 300/60
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Tabela 40 – Dimensões mínimas para pilares parede
Combinações de bmin/a para pilares parede
mm/mm
µµfi = 0,35 µµfi = 0,7
Uma face
exposta
Duas faces
expostas
Uma face
exposta
Duas faces
expostas
TRRF
min
1 2 3 4
30 100/10 120/10 120/10 120/10
60 110/10 120/10 130/10 140/10
90 120/20 140/10 140/25 170/25
120 140/25 160/25 160/35 220/35
180 180/45 200/45 210/55 300/55
240 230/60 250/60 270/70 360/70
Tabela 41 – Dimensões mínimas para tirantes
Combinações de bmin/a para tirantes
mm/mmTRRF
min 1 2
30 80/25 200/10
60 120/40 300/25
90 140/55 400/45
120 200/65 500/45
180 240/80 600/60
240 280/90 700/70
Quando do emprego do método tabular, devem ser considerados os aspectos a seguir relacionados:
a) 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 por três faces (laterais e inferior);
b) na verificação de vigas de largura variável, deve ser considerada a largura no nível do centro de
gravidade da armadura;
c) na verificação de vigas com talão, deve ser considerada para largura o menor entre a largura do talão e
sua altura média;
d) no cálculo das espessuras mínimas e distâncias à face do concreto (a) pode-se considerar o
revestimento, respeitadas as seguintes prescrições:
- revestimentos garantidamente aderentes de argamassa de cal e areia têm 67% de eficiência
relativa ao concreto;
- revestimentos de argamassa de cimento e areia aderentes têm 100% de eficiência relativa ao
concreto;
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- revestimentos protetores, como: gesso, fibra de amianto e vermiculita, desde que aderentes, têm
250% de eficiência relativa ao concreto; isto é, pode-se majorar essas espessuras de 2,5 vezes
antes de somá-las à dimensão do elemento estrutural revestido.
e) quando as barras da armadura forem dispostas em camadas, a distância média à face do concreto (am)
deve respeitar o valor amin tabelado. O valor de am deve sempre ser o menor entre os seguintes valores:
am <
onde:
avi é a distância da barra i, de área Asi, ao fundo da viga;
ahi é a distância da barra i, de área Asi, à face lateral mais próxima.
f) todas as tabelas foram montadas para armadura passiva CA-25, CA-50 ou CA-60, procurando evitar
que, no centro de gravidade do tirante tracionado, a temperatura atinja o valor crítico de 5000C. A
temperatura crítica é aquela em que a armadura tende a entrar em escoamento para a combinação de
ações correspondentes à situação de incêndio;
g) como as armaduras ativas têm temperaturas críticas menores, 4000C para barras e 3500C para fios e
cordoalhas, o valor da distância à face do concreto deve ser acrescido de:
- 10mm para barras com θcr = 400
0C
- 15mm para fios e cordoalhas com θcr = 350
0C
h) analogamente, para θcr ≤ 400
0C, a largura mínima de vigas ou tirantes deve ser aumentada de acordo
com a seguinte expressão:
bmin = bmin, tabelado + 0,8 (400 - θcr)
onde: bmin é dado em milímetros.
i) nas tabelas 39 e 40, relativas a pilares e pilares parede, o coeficiente adimensional µfi representa a
relação entre os esforços solicitantes de cálculo em situação de incêndio e os esforços resistentes de
cálculo em situação normal. Usualmente µfi pode ser avaliado por 0,70 da relação Sd/Rd em situação
normal.
B.4.3 Método simplificado de cálculo
O método simplificado de cálculo é baseado nas seguintes hipóteses:
a) as solicitações de cálculo em situação de incêndio (Sdi) podem ser calculadasadmitindo-as iguais a
70% das solicitações de cálculo em temperatura normal 200C qualquer que seja a combinação de ações
considerada, ou seja:
Sdi ≅ 0,70 Sd
Essa equação despreza qualquer solicitação gerada pelas deformações impostas em situação de
incêndio;
b) a resistência de cálculo em situação de incêndio de cada elemento pode ser calculada com base na
distribuição de temperatura obtida para sua seção transversal considerando exposição ao fogo
∑
∑
si
sivi
A
Aa
∑
∑
si
sihi
A
Aa
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conforme o TRRF. Essa distribuição de temperatura pode ser obtida na literatura técnica ou calculada
em programas específicos;
c) os esforços resistentes podem ser calculados pelos critérios estabelecidos nesta norma para
temperatura normal (200C) adotando para o concreto e o aço a resistência média em situação de
incêndio. Essa média se obtém distribuindo uniformemente na seção de concreto ou na armadura total,
a perda total de resistência por aquecimento do concreto ou das armaduras respectivamente. No caso
geral de pilares submetidos à flexão composta, a resistência remanescente deve ser distribuída numa
seção de concreto reduzida. Essa redução de seção, necessária para simular corretamente a redução
de resistência à flexão dos pilares, pode também ser encontrada na literatura. Observar que essa
resistência característica média remanescente deve ser calculada na parte comprimida da seção.
Observar ainda que os coeficientes de ponderação a aplicar nesse caso são os correspondentes às
combinações excepcionais, isto é, 1,2 para o concreto e 1,0 para o aço.
B.4.4. Métodos gerais de cálculo
Os métodos gerais de cálculo devem considerar pelo menos:
a) combinação de ações em situação de incêndio composta rigorosamente com base na NBR 8681;
b) os esforços solicitantes de cálculo podem ser acrescidos dos efeitos do aquecimento, desde que
calculados por modelos não lineares capazes de considerar as profundas redistribuições de esforços
que ocorrerem;
c) os esforços resistentes devem ser calculados considerando as distribuições de temperatura conforme o
TRRF.
d) ambas as distribuições, de temperatura e resistência, devem ser rigorosamente calculadas
considerando as não linearidades envolvidas.
B.4.5 Método experimental
Em casos especiais, como peças pré-moldadas industrializadas por exemplo, pode-se considerar
resistência ao fogo superior à calculada com base nesta norma, desde que justificada por ensaios, conforme
NBR 5628.