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Válida a partir de edição ABNT NBRNORMA BRASILEIRA © ABNT 2012 ICS Número de referência 48 páginas 15200 Segunda 26.04.2012 26.05.2012 Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio Fire design of concrete structures 13.220.50 ; 91.080.40 ABNT NBR 15200:2012 ISBN 978-85-07-03373-8 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservadosii ABNT NBR 15200:2012 © ABNT 2012 Todos os direitos reservados. A menos que especifi cado de outro modo, nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida ou utilizada por qualquer meio, eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia e microfi lme, sem permissão por escrito da ABNT. ABNT Av.Treze de Maio, 13 - 28º andar 20031-901 - Rio de Janeiro - RJ Tel.: + 55 21 3974-2300 Fax: + 55 21 3974-2346 abnt@abnt.org.br www.abnt.org.br Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados iii ABNT NBR 15200:2012 Sumário Página Prefácio ...............................................................................................................................................iv 1 Escopo ................................................................................................................................1 2 Referências normativas .....................................................................................................1 3 Termos e defi nições ...........................................................................................................2 4 Simbologia ..........................................................................................................................3 5 Requisitos gerais ...............................................................................................................5 6 Propriedades dos materiais em situação de incêndio ...................................................7 6.1 Concreto ..............................................................................................................................7 6.1.1 Resistência à compressão do concreto a altas temperaturas .......................................7 6.1.2 Propriedades físico-térmicas dos concretos a altas temperaturas...............................8 6.2 Aço ......................................................................................................................................8 6.2.1 Resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço de armadura passiva a altas temperaturas ..........................................................................................................8 6.2.2 Resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço de armadura ativa a altas temperaturas ...........................................................................................................10 6.2.3 Valor de cálculo das resistências ...................................................................................12 7 Ação correspondente ao incêndio .................................................................................13 8 Verifi cação de estruturas de concreto em situação de incêndio ................................13 8.1 Ações e solicitações ........................................................................................................13 8.2 Método tabular ..................................................................................................................14 8.2.1 Vigas ..................................................................................................................................15 8.2.2 Lajes ..................................................................................................................................17 8.2.3 Pilares ................................................................................................................................20 8.2.4 Tirantes .............................................................................................................................22 8.3 Método análitico para pilares ..........................................................................................22 8.4 Método simplifi cado de cálculo ......................................................................................23 8.5 Métodos avançados de cálculo .......................................................................................24 8.6 Método experimental .......................................................................................................24 Anexos Anexo A (normativo) Método do tempo equivalente .......................................................................25 Anexo B (normativo) Diagrama tensão-deformação do concreto ..................................................27 Anexo C (normativo) Propriedades térmicas do concreto..............................................................29 C.1 Alongamento ....................................................................................................................29 C.2 Calor específi co ................................................................................................................29 C.3 Condutividade térmica .....................................................................................................30 C.4 Densidade .........................................................................................................................30 Anexo D (normativo) Diagrama tensão-deformação do aço ...........................................................31 Anexo E (normativo) Método tabular geral para dimensionamento de pilares retangulares ou circulares .....................................................................................................................35 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservadosiv ABNT NBR 15200:2012 Anexo F (normativo) Fluxo de calor ..................................................................................................46 Anexo G (informativo) Gráfi cos para pilares com mais de uma face exposta ao fogo ................47 Figuras Figura 1 – Fator de redução da resistência do concreto silicoso em função da temperatura ....7 Figura 2 – Fator de redução da resistência do aço de armadura passiva em função da temperatura ...................................................................................................................9 Figura 3 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura passiva em função da temperatura .......................................................................................................9 Figura 4 – Fator de redução da resistência do aço da armadura ativa formada por fi os ou cordoalhas em função da temperatura .........................................................................12 Figura 5 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço da armadura ativa em função da temperatura .................................................................................................................12 Figura 6 – Distâncias c1 e c1ℓ ...........................................................................................................15Figura 7 – Defi nição das dimensões para diferentes tipos de seção transversal de vigas .......15 Figura 8 – Envoltória de momentos fl etores ...................................................................................17 Figura B.1 – Aspecto do diagrama tensão-deformação do concreto ..........................................28 Figura D.1 – Aspecto do diagrama tensão-deformação dos aços a altas temperaturas ............34 Figura G.1 – Curvas TRF × b × c1 para número de barras longitudinais igual a 4 (n = 4) ...........48 Figura G.2 – Curvas TRF × b × c1 para número de barras longitudinais maior que 4 (n > 4) .....48 Tabelas Tabela 1 – Valores da relação kc,θ = fc,θ/fck para concretos de massa específi ca normal (2 000 kg/m3 a 2 800 kg/m3) preparados com agregados predominantemente silicosos ..............................................................................................................................8 Tabela 2 – Valores das relações ks,θ = fyk,θ/fyk e kEs,θ= Es,θ/Es para aços de armadura passiva ..............................................................................................................................10 Tabela 3 – Valores da relação fpyk,θ/(0,9 fpyk) e Ep,θ/Ep para fi os e cordoalhas da armadura ativa ...................................................................................................................................11 Tabela 4 – Dimensões mínimas para vigas biapoiadas a ..............................................................16 Tabela 5 – Dimensões mínimas para vigas contínuas ou vigas de pórticos a ............................16 Tabela 6 – Dimensões mínimas para lajes simplesmente apoiadas c ..........................................18 Tabela 7 – Dimensões mínimas para lajes contínuas c ..................................................................18 Tabela 8 – Dimensões mínimas para lajes lisas ou cogumelo a ...................................................19 Tabela 9 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas simplesmente apoiadas c ......................19 Tabela 10 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas contínuas em pelo menos uma das bordas c .............................................................................................................................20 Tabela 11 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas armadas em uma só direção a ............20 Tabela 12 – Dimensões mínimas para pilares com uma face exposta ao fogo ...........................21 Tabela 13 – Dimensões mínimas para pilares-parede a .................................................................21 Tabela A.1 – Fatores de ponderação das medidas de segurança contra incêndio .....................25 Tabela A.2 – Valores de γs2 em função do risco de ativação do incêndio (r) ...............................26 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados v ABNT NBR 15200:2012 Tabela B.1 – Deformação específi ca do concreto em função da temperatura elevada ..............27 Tabela D.1 – Valores da relação kpθ = fpk,θ/fyk para aços de armadura passiva ..........................32 Tabela D.2 – Valores dos parâmetros para o diagrama tensão-deformação de fi os ou cordoalhas ...................................................................................................................33 Tabela E.1 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,1 e emáx = 10 mm (para b ≤ 400 mm) e emáx = 0,025 × b (para b > 400 mm) ......................36 Tabela E.2 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,1 e emáx = 0,25 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 100 mm (para b > 400 mm) ......................38 Tabela E.3 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,1 e emáx = 0,5 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 200 mm (para b > 400 mm) ........................39 Tabela E.4 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,5 e emáx = 10 mm (para b ≤ 400 mm) e emáx = 0,025 × b (para b > 400 mm) ......................40 Tabela E.5 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,5 e emáx = 0,25 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 100 mm (para b > 400 mm) ......................41 Tabela E.6 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 0,5 e emáx = 0,5 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 200 mm (para b > 400 mm) ........................42 Tabela E.7 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 1,0 e emáx = 10 mm (para b ≤ 400 mm) e emáx = 0,025 × b (para b > 400 mm) ......................43 Tabela E.8 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 1,0 e emáx = 0,25 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 100 mm (para b > 400 mm) ......................44 Tabela E.9 – Dimensões mínimas para pilares com ω = 1,0 e emáx = 0,5 × b (para b ≤ 400 mm) e emáx = 200 mm (para b > 400 mm) ........................45 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservadosvi ABNT NBR 15200:2012 Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identifi cação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR 15200 foi elaborada no Comitê Brasileiro da Construção Civil (ABNT/CB-02), pela Comissão de Estudo de Estruturas de Concreto – Projeto e Execução (CE-02:124.15). O seu 1º Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 07, de 08.07.2011 a 05.09.2011, com o número de Projeto ABNT NBR 15200. O seu 2º Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 11, de 25.11.2011 a 26.12.2011, com o número de 2º Projeto ABNT NBR 15200. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 15200:2004), a qual foi tecni- camente revisada. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte: Scope This Standard defi nes criteria for concrete structures fi re design based on fi re resistance requirements established by ABNT NBR 14432. This Standard is for concrete structures designed according to ABNT NBR 6118. Specifi c Brazilian standards shall be used for precast concrete structures. In the absence of specifi c Brazilian standards, the recommendations of this standard can be used. For situations not covered by this standard or covered in a simplifi ed way, the technical responsible for the design may use procedures or international standards accepted by the techno-scientifi c community, since the safety level defi ned by this standard is respected. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) NORMA BRASILEIRA ABNT NBR 15200:2012 © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 1 Projeto de estruturas de concreto em situaçãode incêndio 1 Escopo Esta Norma estabelece os critérios de projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio e a forma de demonstrar o seu atendimento, conforme requisitos de resistência ao fogo estabelecidos na ABNT NBR 14432. Esta Norma se aplica às estruturas de concreto projetadas para edifi cações de acordo com a BNT NBR 6118. Esta Norma aplica-se às estruturas de concretos normais, identifi cadas por massa específi ca seca maior do que 2 000 kg/m3, não excedendo 2 800 kg/m3, do grupo I de resistência (C20 a C50), conforme classifi cação da ABNT NBR 8953. Para concretos do grupo II de resistência, conforme classifi cação da ABNT NBR 8953, podem ser empregadas as recomendações do Eurocode 2, Part 1.2. Para estruturas ou elementos estruturais pré-moldados ou pré-fabricados de concreto aplicam-se os requisitos das Normas Brasileiras específi cas. Na ausência de Norma Brasileira específi ca, aplicam-se as recomendações desta Norma. Para situações não cobertas por esta Norma ou cobertas de maneira simplifi cada, o responsável técnico pelo projeto pode usar procedimentos ou normas internacionais aplicáveis aceitos pela comunidade tecnocientífi ca, desde que demonstrado o atendimento ao nível de segurança previsto por esta Norma. 2 Referências normativas Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR 5628, Componentes construtivos estruturais – Determinação da resistência ao fogo ABNT NBR 6118, Projeto de estruturas de concreto – Procedimento ABNT NBR 7480, Aço destinado a armaduras para estruturas de concreto armado – Especifi cação ABNT NBR 8681, Ações e segurança nas estruturas – Procedimento ABNT NBR 8953, Concreto para fi ns estruturais – Classifi cação pela massa específi ca, por grupos de resistência e consistência ABNT NBR 9062, Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado ABNT NBR 14432, Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edifi cações – Procedimento Eurocode 2: Design of concrete structures – Part 1-2: General rules – Structural fi re design Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados2 ABNT NBR 15200:2012 3 Termos e defi nições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os seguintes termos e defi nições. 3.1 área do piso do compartimento medida em metros quadrados da área compreendida pelo perímetro interno das paredes de compar- timentação 3.2 carga de incêndio soma das energias calorífi cas que podem ser liberadas pela combustão completa de todos os materiais combustíveis em um espaço, inclusive os revestimentos das paredes divisórias, pisos e tetos 3.3 compartimento edifi cação ou parte dela, compreendendo um ou mais cômodos, espaços ou pavimentos, construídos para evitar ou minimizar a propagação do incêndio de dentro para fora de seus limites, incluindo a propagação entre edifícios adjacentes, quando aplicável 3.4 estanqueidade capacidade do elemento de compartimentação (conforme a ABNT NBR 14432) de impedir a ocorrência em incêndio de rachaduras ou outras aberturas, através das quais podem passar chamas e gases quentes capazes de ignizar um chumaço de algodão 3.5 função corta-fogo capacidade de a estrutura impedir que o fogo a ultrapasse ou que o calor a atravesse em quantidade sufi ciente para gerar combustão no lado oposto ao incêndio inicial. A função corta-fogo compreende a estanqueidade à passagem de chamas e o isolamento térmico 3.6 função de suporte capacidade de a estrutura resistir aos esforços solicitantes em situação de incêndio 3.7 incêndio-padrão elevação padronizada de temperatura em função do tempo, dada pela seguinte expressão: θg = θo + 345 log (8t + 1), onde t é o tempo, em minutos; qo é a temperatura do ambiente antes do início do aquecimento, em graus Celsius, geralmente tomada igual a 20 °C; e θg é a temperatura dos gases, em graus Celsius, no instante t 3.8 isolamento térmico capacidade do elemento de compartimentação (conforme a ABNT NBR 14432) de impedir a ocorrência, na face não exposta ao incêndio, de incrementos de temperatura superiores a 140 °C, na média dos pontos da medida, ou superiores a 180 °C, em qualquer ponto da medida 3.9 situação de incêndio refere-se à temperatura atingida pela estrutura sob a ação do fogo Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 3 ABNT NBR 15200:2012 3.10 tempo de resistência ao fogo tempo durante o qual um elemento estrutural, estando sob a ação do incêndio-padrão (ver 3.7), defi nido na ABNT NBR 5628, não sofre colapso estrutural 3.11 tempo requerido de resistência ao fogo tempo mínimo de resistência ao fogo, preconizado pela ABNT NBR 14432 ou regulamentos ofi ciais específi cos, de um elemento construtivo quando sujeito ao incêndio-padrão 4 Simbologia Para os efeitos deste documento, aplicam-se os símbolos da ABNT NBR 6118, além dos seguintes símbolos específi cos para o projeto em situação de incêndio: εyi é a deformação específi ca do aço no escoamento γg é o coefi ciente de ponderação das ações permanentes γm é o coefi ciente de ponderação das resistências γq é o coefi ciente de ponderação das ações variáveis γz é o parâmetro de estabilidade global conforme a ABNT NBR 6118 μfi é a relação entre os esforços solicitantes de cálculo em situação de incêndio e os esforços resistentes de cálculo à temperatura ambiente ψ2j é o fator de redução de combinação quase permanente para ELS θ é a temperatura Ac é a área bruta da seção transversal de um elemento ou área da seção de laje alveolar descontando os alvéolos As é a área total da armadura em pilar As,calc é a área da armadura necessária As,ef é a área da armadura detalhada Asi é a área da armadura da barra i b é a dimensão ou largura da seção transversal de um elemento bmín é a dimensão mínima do elemento bw é a largura em vigas com talão bwmín é a largura mínima da viga c1 é a distância entre o eixo da armadura longitudinal e a face do concreto exposta ao fogo Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados4 ABNT NBR 15200:2012 c1ℓ é a distância entre o eixo da armadura longitudinal de canto em seção de viga e a face lateral do concreto c1mín é a distância mínima entre o eixo da armadura longitudinal e a face do concreto exposta ao fogo c1vi é a distância da barra i, de área Asi, ao fundo da viga c1hi é a distância da barra i, de área Asi, à face lateral mais próxima c1m é a distância média à face do concreto para armaduras de vigas dispostas em camadas def é a altura efetiva em vigas com talão d1,d2 são dimensões em vigas com talão e é a excentricidade Ep é o módulo de elasticidade do aço de armadura ativa à temperatura ambiente Ep,θ é o módulo de elasticidade do aço de armadura ativa na temperatura θ Es é o módulo de elasticidade do aço de armadurapassiva à temperatura ambiente Es,θ é o módulo de elasticidade do aço de armadura passiva na temperatura θ fck é a resistência característica à compressão do concreto à temperatura ambiente fc,θ é a resistência à compressão do concreto na temperatura θ fcd,θ é a resistência de cálculo do concreto à compressão na temperatura θ fck,θ é a resistência característica à compressão do concreto na temperatura θ fpyk é a resistência característica do aço de armadura ativa à temperatura ambiente fpy,θ é a resistência ao escoamento do aço de armadura ativa na temperatura θ fpyd,θ é a resistência de cálculo do aço de armadura ativa ao escoamento na temperatura θ fpyk,θ é a resistência característica ao escoamento do aço de armadura ativa na temperatura θ fyk é a resistência característica ao escoamento do aço de armadura passiva à temperatura ambiente fyd,θ é a resistência de cálculo do aço de armadura passiva ao escoamento na temperatura θ fyk,θ é a resistência característica ao escoamento do aço de armadura passiva na temperatura θ Fdi é a ação com o seu valor de cálculo Fgk é a ação permanente com seu valor característico Fqjk é a ação variável com seu valor característico Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 5 ABNT NBR 15200:2012 Fqexc é a ação variável excepcional h é a dimensão ou altura da seção transversal de um elemento hlaje é a altura da laje alveolar hmín é a altura mínima de lajes he é a altura equivalente da laje alveolar kc,θ é o fator de redução da resistência do concreto na temperatura θ kEp,θ é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura ativa na temperatura θ kEs,θ é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura passiva na temperatura θ kp,θ é o fator de redução da resistência do aço de armadura ativa na temperatura θ ks,θ é o fator de redução da resistência do aço na temperatura θ ℓ é a distância entre os eixos dos elementos estruturais aos quais o pilar está vinculado ℓef é o comprimento efetivo do vão da viga ou o comprimento equivalente do pilar ℓef,fi é o comprimento equivalente do pilar em situação de incêndio ℓy é a maior dimensão em planta da laje ℓx é a menor dimensão em planta da laje Rd é a resistência de cálculo à temperatura ambiente Rdfi é a resistência de cálculo em situação de incêndio Sd é a solicitação de cálculo à temperatura ambiente Sdfi é a solicitação de cálculo em situação de incêndio TRF é o tempo de resistência ao fogo TRRF é o tempo requerido de resistência ao fogo x é a distância entre a linha de centro do apoio de viga e a seção considerada 5 Requisitos gerais 5.1 O projeto de estruturas de concreto à temperatura ambiente deve atender aos requisitos da ABNT NBR 6118. O projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio tem por base a cor- relação entre o comportamento dos materiais e da estrutura à temperatura ambiente (considerada próxima a 20 °C) com o que ocorre em situação de incêndio. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados6 ABNT NBR 15200:2012 5.2 Os objetivos gerais da verifi cação 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 propriedade exposta ao fogo. 5.3 Considera-se que os objetivos estabelecidos em 5.2 são atingidos se for demonstrado que a estrutura mantém as funções corta-fogo e de suporte. 5.4 Os requisitos descritos em 5.3 estão inseridos num conjunto maior de requisitos gerais de prote- ção contra incêndio que compreende: — reduzir o risco de incêndio; — controlar o fogo em estágios iniciais; — limitar a área exposta ao fogo (compartimento corta-fogo); — criar rotas de fuga; — facilitar a operação de combate ao incêndio; — evitar ruína prematura da estrutura, permitindo a fuga dos usuários e as operações de combate ao incêndio. 5.5 Edifi cações de grande porte, sobretudo mais altas ou contendo maior carga de incêndio, devem atender a exigências mais severas para cumprir com os requisitos gerais. Projetos que favoreçam a prevenção ou a proteção contra incêndio, em termos desses requisitos gerais, reduzindo o risco de incêndio ou sua propagação e especialmente facilitando a fuga dos usuários e a operação de combate, podem ter aliviadas as exigências em relação à resistência de sua estrutura ao fogo, conforme previsto na ABNT NBR 14432, ou seja, o método do tempo equivalente conforme detalhado no Anexo A. 5.6 As duas funções estabelecidas em 5.3 devem ser verifi cadas sob combinações excepcionais de ações, no estado-limite último, de modo que são aceitáveis plastifi cações e ruínas locais que não determinem colapso além do local. A ABNT NBR 14432 defi ne, em função das características da construção e do uso da edifi cação, as ações que devem ser consideradas para representar a situação de incêndio. 5.7 Como plastifi cações, ruínas e até colapsos locais são aceitos, a estrutura só pode ser reutilizada após um incêndio se for vistoriada, tiver sua capacidade remanescente verifi cada e sua recuperação for projetada e executada. Essa recuperação pressupõe o atendimento de todas as capacidades últimas e de serviço exigidas para a condição de uso da estrutura antes da ocorrência do incêndio ou para uma eventual nova condição de uso. 5.8 A verifi cação prevista em 5.7 pode eventualmente concluir que não existe necessidade de recuperação da estrutura, se o incêndio ter sido pequena severidade ou se a estrutura tiver proteção superabundante. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 7 ABNT NBR 15200:2012 6 Propriedades dos materiais em situação de incêndio As propriedades dos materiais variam conforme a temperatura, θ, a que são submetidos por ação do fogo. 6.1 Concreto 6.1.1 Resistência à compressão do concreto a altas temperaturas A resistência à compressão do concreto decresce com o aumento da temperatura, conforme mostrado na Figura 1, podendo ser obtida pela seguinte equação: fc,θ = kc,θ fck onde fck é a resistência característica à compressão do concreto à temperatura ambiente; kc,θ é o fator de redução da resistência do concreto na temperatura θ, conforme Tabela 1. Para concretos preparados predominantemente com agregados silicosos, a Tabela 1 fornece a relação entre a resistência à compressão do concreto submetido a diferentes temperaturas (fc,θ) e a resistência característica à compressão do concreto à temperatura ambiente (fck). Para valores intermediários de temperatura pode ser feita interpolação linear. Para concretos preparados com outros agregados ou massas específi cas diferentes daquelas indicadas na Tabela 1, deve ser consultado o Eurocode 2, Part 1-2. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 k θ c 0,20 0,10 0,00 Temperatura (°C) Figura 1 – Fator de redução da resistência do concreto silicoso em função da temperatura Ex em pl ar p ara us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados8 ABNT NBR 15200:2012 Tabela 1 – Valores da relação kc,θ = fc,θ/fck para concretos de massa específi ca normal (2 000 kg/m3 a 2 800 kg/m3) preparados com agregados predominantemente silicosos Temperatura do concreto °C kc,θ = fc,θ/fck 1 2 20 1,00 100 1,00 200 0,95 300 0,85 400 0,75 500 0,60 600 0,45 700 0,30 800 0,15 900 0,08 1 000 0,04 1 100 0,01 1 200 0,00 Permite-se estimar a capacidade dos elementos estruturais de concreto em situação de incêndio a partir da resistência à compressão na temperatura θ. Os diagramas tensão-deformação completos do concreto em altas temperaturas são apresentados no Anexo B. 6.1.2 Propriedades físico-térmicas dos concretos a altas temperaturas As variações das propriedades físico-térmicas dos concretos preparados com agregados predominan- temente silicosos são fornecidas no Anexo C. 6.2 Aço 6.2.1 Resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço de armadura passiva a altas temperaturas A resistência ao escoamento do aço da armadura passiva decresce com o aumento da temperatura, conforme mostrado na Figura 2, podendo ser obtida pela seguinte equação: fy,θ = ks,θ fyk onde fyk é a resistência característica do aço de armadura passiva à temperatura ambiente; Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 9 ABNT NBR 15200:2012 ks,θ é o fator de redução da resistência do aço na temperatura θ, conforme Tabela 2, onde: — curva cheia: ks,θ aplicável quando εyi ≥ 2 %, usualmente armaduras tracionadas de vigas, lajes ou tirantes; — curva tracejada: ks,θ aplicável quando εyi < 2 %, usualmente armaduras comprimidas de pilares, vigas ou lajes. 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 Temperatura (°C) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Compressão Tração-CA60 Tração-CA50 k , s θ Figura 2 – Fator de redução da resistência do aço de armadura passiva em função da temperatura O módulo de elasticidade do aço da armadura passiva decresce com o aumento da temperatura, conforme mostrado na Figura 3, podendo ser obtido pela equação: Es,θ = kEs,θ Es onde Es é o módulo de elasticidade do aço de armadura passiva à temperatura ambiente; kEs,θ é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço na temperatura θ, conforme Tabela 2. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1 000 1 100 1 200 Temperatura (°C) ks E, θ CA50 CA60 Figura 3 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura passiva em função da temperatura Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados10 ABNT NBR 15200:2012 Para aço da armadura passiva a elevadas temperaturas, a Tabela 2 fornece: — a relação entre a resistência ao escoamento do aço da armadura passiva submetido a diferentes temperaturas (fyK,θ) e a resistência característica ao escoamento à temperatura ambiente (fyk); — a relação entre o módulo de elasticidade do aço submetido a diferentes temperaturas (Es,θ) e o módulo de elasticidade à temperatura ambiente (Es). Para valores intermediários de temperatura pode ser feita interpolação linear. Tabela 2 – Valores das relações ks,θ = fyk,θ/fyk e kEs,θ = Es,θ/Es para aços de armadura passiva Temperatura do aço °C Ks,θ = fyk,θ/fyk kEs,θ = Es,θ/Es Tração Compressão CA-50 ou CA-60 CA-50 CA-60CA-50 CA-60 1 2 3 4 5 6 20 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 100 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 200 1,00 1,00 0,89 0,90 0,87 300 1,00 1,00 0,78 0,80 0,72 400 1,00 0,94 0,67 0,70 0,56 500 0,78 0,67 0,56 0,60 0,40 600 0,47 0,40 0,33 0,31 0,24 700 0,23 0,12 0,10 0,13 0,08 800 0,11 0,11 0,08 0,09 0,06 900 0,06 0,08 0,06 0,07 0,05 1 000 0,04 0,05 0,04 0,04 0,03 1 100 0,02 0,03 0,02 0,02 0,02 1 200 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Os diagramas tensão-deformação completos do aço da armadura passiva em altas temperaturas são apresentados no Anexo D. 6.2.2 Resistência ao escoamento e módulo de elasticidade do aço de armadura ativa a altas temperaturas A resistência ao escoamento do aço da armadura ativa decresce com o aumento da temperatura, podendo ser obtida pela seguinte equação: fpyk,θ = kp,θ fpyk onde fpyk é a resistência característica do aço de armadura ativa à temperatura ambiente; kp,θ é o fator de redução da resistência do aço de armadura ativa na temperatura θ. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 11 ABNT NBR 15200:2012 O módulo de elasticidade do aço da armadura ativa decresce com o aumento da temperatura podendo ser obtido pela seguinte equação: Ep,θ = kEp,θ Ep onde Ep é o módulo de elasticidade do aço de armadura ativa à temperatura ambiente; kEp,θ é o fator de redução do módulo de elasticidade do aço de armadura ativa na temperatura θ. Para o aço da armadura ativa formada por fi os e cordoalhas a elevadas temperaturas, a Tabela 3 fornece: — a relação entre a resistência ao escoamento do aço da armadura ativa submetido a diferentes temperaturas (fpy,θ) e 90 % da resistência característica ao escoamento à temperatura ambiente (fpyk); — a relação entre o módulo de elasticidade do aço submetido a diferentes temperaturas (Ep,θ) e o módulo de elasticidade à temperatura ambiente (Ep). Para valores intermediários de temperatura pode ser feita interpolação linear. Para armadura ativa de barras deve ser consultado o Eurocode 2, Part 1-2. Tabela 3 – Valores da relação fpyk,θ/(0,9 fpyk) e Ep,θ/Ep para fi os e cordoalhas da armadura ativa Temperatura do aço °C fpyk,θ/(0,9 fpyk) Ep,θ/Ep Fios e cordoalhas Fios e cordoalhas 20 1,00 1,00 100 0,99 0,98 200 0,87 0,95 300 0,72 0,88 400 0,46 0,81 500 0,22 0,54 600 0,10 0,41 700 0,08 0,10 800 0,05 0,07 900 0,03 0,03 1 000 0,00 0,00 1 100 0,00 0,00 1 200 0,00 0,00 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados12 ABNT NBR 15200:2012 Para o aço da armadura ativa formada por fi os e cordoalhas, a Figura 4 apresenta a variação com a temperatura da relação fpyk,θ/(0,9 fpyk). Para o aço da armadura ativa formada por fi os e cordoalhas, a Figura 5 apresenta a variação com a temperatura do redutor kpE,θ. 200 400 600 800 1 000 Temperatura (°C) 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 f f /( 0,9 ) y, k p yp θ Figura 4 – Fator de redução da resistência do açoda armadura ativa formada por fi os ou cordoalhas em função da temperatura 200 400 600 800 1 000 Temperatura (°C) 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 k E, p θ Figura 5 – Fator de redução do módulo de elasticidade do aço da armadura ativa em função da temperatura Os diagramas tensão-deformação completos do aço da armadura ativa em altas temperaturas são apresentados no Anexo D. 6.2.3 Valor de cálculo das resistências Os valores de cálculo das resistências do concreto e dos aços devem ser determinados usando-se γm = 1,0, ou seja: fcd,θ = fck,θ fyd,θ = fyk,θ fpyd,θ = fpyk,θ Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 13 ABNT NBR 15200:2012 7 Ação correspondente ao incêndio Conforme estabelecido na ABNT NBR 14432, a ação correspondente ao incêndio pode ser representada por um intervalo de tempo de exposição ao incêndio-padrão (defi nido na ABNT NBR 14432, de acordo com a ABNT NBR 5628). Esse intervalo de tempo chamado tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF) é defi nido nesta 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, em função de sua forma e exposição ao fogo, certa distribuição de temperatura. Esse processo conduz à redução da resistência dos materiais e da capacidade dos elementos estruturais, além da ocorrência de esforços solicitantes decorrentes de alongamentos axiais restringidos ou de gradientes térmicos. Como com o aquecimento, a rigidez das peças diminui muito e a capacidade de adaptação plástica cresce proporcionalmente, os esforços gerados pelo aquecimento podem, em geral, ser desprezados. Casos especiais em que essa hipótese precise ser verifi cada devem atender ao disposto em 8.5. 8 Verifi cação de estruturas de concreto em situação de incêndio 8.1 Ações e solicitações Em condições usuais, as estruturas são projetadas à temperatura ambiente e, dependendo das suas características e uso, devem ser verifi cadas em situação de incêndio. Essa verifi cação deve ser feita apenas no estado-limite último (ELU) para a combinação excepcional correspondente, pela equação a seguir (ver ABNT NBR 6118:2007, Seções 10 a 12). F F F F n d,fi g gk qexc q j qj = + +γ γ ψ 2 2Σ Nessa verifi cação, usualmente desprezam-se todos os esforços decorrentes de deformações impostas, por serem muito reduzidos e pelas grandes deformações plásticas que ocorrem em situação de incêndio. Assim, a ação do incêndio se traduz, usualmente, apenas na redução da resistência dos materiais e na capacidade dos elementos estruturais e a verifi cação usual da estrutura em situação de incêndio se reduz a mostrar a seguinte condição: S F F R f f f n d,fi g gk q j qjk d,fi ck, yk, pyk, = + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ≤ [ ]γ γ ψ θ θ θ2 2Σ , , Os fatores de ponderação γg e γq devem ser os indicados na ABNT NBR 6118. Onde a ação principal for o fogo, o fator de redução ψ2 indicado na ABNT NBR 6118 pode ser reduzido, multiplicando-o por 0,7, conforme recomendado na ABNT NBR 8681. Como alternativa, na ausência de qualquer solicitação gerada pelas deformações impostas em situação de incêndio, as solicitações de cálculo em situação de incêndio (Sd,fi ) podem ser calculadas admitindo-as iguais a 70 % das solicitações de cálculo à temperatura ambiente, tomando-se apenas as combinações de ações que não incluem o vento, ou seja, pode-se fazer: Sd,fi = 0,70 Sd. Existem muitos métodos para fazer essa verifi cação. Para os efeitos desta Norma, são aceitos os métodos descritos em 8.2 a 8.6. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados14 ABNT NBR 15200:2012 8.2 Método tabular Neste método, basta atender às dimensões mínimas apresentadas nas Tabelas 4 a 12, em função do tipo de elemento estrutural e do TRRF, respeitando-se as limitações indicadas. Essas dimensões mínimas devem sempre respeitar também a ABNT NBR 6118. Essas dimensões mínimas são normalmente: a largura das vigas, a espessura das lajes, 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 (c1). Para valores intermediários de dimensões pode ser feita interpolação linear. Os ensaios mostram que em situação de incêndio as peças de concreto rompem usualmente por fl exão ou fl exocompressão e não por cisalhamento. Por isso, considera-se apenas a armadura longitudinal nesse critério. Os valores de c1 apresentados em todas as tabelas referem-se a armaduras passivas. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. No caso de armaduras ativas pós-tracionadas (sem aderência), as cabeças de protensão devem ser protegidas de forma que em situação de incêndio não haja perda de protensão. Os valores de c1 indicados nas Tabelas 6, 7 e 8 (coluna ℓy/ℓx > 2) foram determinados admitindo-se S S A A d,fi d s,calc s,ef e= =0 7 1, , em que Sd,fi e Sd são os valores de cálculo dos esforços solicitantes em situação de incêndio e à temperatura ambiente, respectivamente, e As,calc e As,ef são os valores da área de armadura calculada conforme ABNT NBR 6118 e da área de armadura realmente instalada, respectivamente. Caso esses valores sejam menores, c1 pode ser reduzido de Δc1, conforme a seguinte equação: Δ Δc S S A A c1 d,fi d s,calc s,ef 1 em mm= − × × ( )24 5 35, Essa equação é valida nos intervalos 0 7 1 0 0 4 0 7, , , ,≤ ≤ ≤ ≤A A S S s,calc s,ef d,fi d e . Para A A s,calc s,ef < 0 7, , adotar A A s,calc s,ef = 0 7, . Para S S d,fi d < 0 4, , adotar S S d,fi d = 0 4, . Não é permitida a consideração do revestimento na determinação das dimensões mínimas da seção transversal de pilares e lajes lisa ou cogumelo. Para outros elementos, não há essa restrição. É permitida a consideração do revestimento no cálculo das distâncias c1, respeitadas as seguintes prescrições: — revestimentos aderentes de argamassa de cal e areia (aderência à tração de acordo com a ABNT NBR 13528) têm 67 % de efi ciência relativa ao concreto; — revestimentos de argamassa de cimento e areia aderentes (aderência à tração de acordo com a ABNT NBR 13528) têm 100 % de efi ciência relativa ao concreto; — revestimentos protetores à base de gesso, vermiculita ou fi bras com desempenho equivalente podem ser empregados, desde que sua efi ciência e aderência na situação de incêndio sejam demonstradas experimentalmente. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 15 ABNT NBR 15200:2012 8.2.1 Vigas As Tabelas 4 e 5 fornecem as dimensões mínimas bmín e bwmín das vigas e o valor de c1 das armaduras inferiores, em função dos TRRF. Essas tabelas foram construídas com a hipótese de vigas com aquecimento em três lados, sob laje. Os valores indicados nessas tabelas podem ser empregados também parao caso de vigas aquecidas nos quatro lados, desde que sua altura não seja inferior a bmín e a área da seção transversal da viga não seja inferior a 2 × b2mín. Há concentração de temperatura junto às bordas da face inferior das vigas. Por essa razão, em vigas com somente uma camada de armaduras e largura não superior ao bmín indicado na coluna 3 da Tabela 4 e na coluna 2 da Tabela 5, conforme o TRRF, a distância c1ℓ (Figura 6) no fundo das vigas deve ser 10 mm maior do que o c1 dado pelas referidas tabelas. Alternativamente, para se manter iguais os cobrimentos das armaduras tanto em relação à face inferior quanto à lateral da viga, deve-se: — para concreto armado, especifi car barras de canto com um diâmetro imediatamente superior ao calculado, conforme ABNT NBR 7480. — para concreto protendido, considerar para efeito de dimensionamento, uma força de protensão igual a 0,7 da indicada para obra. c1 c1 b h≥b Figura 6 – Distâncias c1 e c1ℓ Para vigas de largura variável, bmín refere-se ao mínimo valor de b medido ao nível do centro geométrico das armaduras, enquanto bw é o menor valor de largura da alma, conforme Figura 7, que deve atender aos valores mínimos das Tabelas 4 e 5. b b b d2 d1 def bw (a) Largura constante (b) Largura variável (c) Seção I Figura 7 – Defi nição das dimensões para diferentes tipos de seção transversal de vigas Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados16 ABNT NBR 15200:2012 Na verifi cação de vigas com talão (Figura 7c), devem ser maiores do que bmín tanto a largura b quanto a altura efetiva def, sendo esta determinada da seguinte forma: def = d1 + 0,5 d2 No caso de b ≥ 1,4 bw e b × def < 2 b2mín, então c1 deve ser acrescido de: c d b b b c1 11 85, − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ≥ ef mín w Tabela 4 – Dimensões mínimas para vigas biapoiadas a TRRF min Combinações de bmin/c1 mm/mm bwmín mm 1 2 3 4 30 80/25 120/20 160/15 190/15 80 60 120/40 160/35 190/30 300/25 100 90 140/60 190/45 300/40 400/35 100 120 190/68 240/60 300/55 500/50 120 180 240/80 300/70 400/65 600/60 140 a Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Tabela 5 – Dimensões mínimas para vigas contínuas ou vigas de pórticos a TRRF min Combinações de bmin/c1 mm/mm bwmín mm 1 2 3 4 30 80/15 160/12 – – 80 60 120/25 190/12 – – 100 90 140/37 250/25 – – 100 120 190/45 300/35 450/35 500/30 120 180 240/60 400/50 550/50 600/40 140 a Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Os valores indicados na Tabela 5 somente podem ser utilizados se o coefi ciente de redistribuição de momentos à temperatura ambiente respeitar os limites estabelecidos na ABNT NBR 6118:2007, 14.6.4.3. Caso contrário, deve ser empregada a Tabela 4 (vigas biapoiadas) ou deve ser elaborada análise mais precisa. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 17 ABNT NBR 15200:2012 Para vigas contínuas com TRRF ≥ 90 min, a área de armaduras negativas entre a linha de centro do apoio e 0,3 ℓef não pode ser menor do que: As,calc (x) = As,calc (0) × (1 – 2,5 x/ℓef) onde x é a distância entre a linha de centro do apoio e a seção considerada; As,calc (x) é a mínima área de armaduras negativas na seção localizada na distância “x”; As,calc (0) é a área de armaduras negativas calculada conforme ABNT NBR 6118; ℓef é o comprimento efetivo do vão da viga determinado conforme ABNT NBR 6118. 0,3 0,30,4 Envoltória à temperatura ambiente Limite mínimo para armadura negativa em incêndio 10 0 % A s, ca lc (0) ≥ 25 % A s, ca lc (0 ) Figura 8 – Envoltória de momentos fl etores Quando as barras da armadura forem dispostas em camadas, a distância média à face do concreto (c1m) deve respeitar o valor c1min tabelado. O valor de c1m deve sempre ser o menor entre os seguintes valores: c c A A c A A 1 1 m vi si si 1hi si si < ∑ ∑ ∑ ∑ onde c1vi é a distância da barra i, de área Asi, ao fundo da viga; c1hi é a distância da barra i, de área Asi, à face lateral mais próxima. 8.2.2 Lajes As Tabelas 6 a 10 fornecem as espessuras mínimas para lajes e capas de lajes nervuradas com aquecimento na face inferior e o valor de c1 das armaduras inferiores, em função dos TRRF. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados18 ABNT NBR 15200:2012 Os valores de h indicado nas Tabelas 6, 7, 9 e 10 são os mínimos para garantir a função corta-fogo. Caso não haja essa exigência, a espessura das lajes poderá ser a calculada à temperatura ambiente conforme ABNT NBR 6118. Tabela 6 – Dimensões mínimas para lajes simplesmente apoiadas c TRRF min h a mm c1 mm Laje armada em duas direções b Laje armada em uma direção ℓy/ℓx > 2ℓy / ℓx ≤ 1,5 1,5 < ℓy / ℓx ≤ 2 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 a Dimensões mínimas para garantir a função corta-fogo. b Lajes apoiadas nas quatro bordas; caso contrário, a laje deve ser considerada armada em uma direção. c Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Tabela 7 – Dimensões mínimas para lajes contínuas c TRRF min h a mm c1b mm 30 60 10 60 80 10 90 100 15 120 120 20 180 150 30 a Dimensões mínimas para garantir a função corta-fogo. b Válido para lajes armadas em uma ou duas direções. c Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 19 ABNT NBR 15200:2012 Tabela 8 – Dimensões mínimas para lajes lisas ou cogumelo a TRRF min h mm c1 mm 30 150 10 60 180 15 90 200 25 120 200 35 180 200 45 a Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Para o uso das Tabelas 7 e 8, aplicam-se osmesmos requisitos para vigas contínuas (8.2.1) referentes à redistribuição de momentos e prolongamento das armaduras negativas no vão dos elementos estruturais. No caso de essas exigências não serem observadas, as lajes contínuas sobre vigas (Tabela 7) devem ser tratadas como simplesmente apoiadas (Tabela 6), as lajes lisas (Tabela 8) devem ter c1 conforme Tabela 6 para laje armada em uma só direção, no entanto, h deve seguir a Tabela 8. Tabela 9 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas simplesmente apoiadas c TRRF min Nervuras Combinações de bmín/c1 a mm/mm Capa b h/c1 mm/mm 1 2 3 30 80/15 60/10 60 100/35 120/25 190/15 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 a bmín corresponde à largura mínima da nervura ao nível do centro geométrico das armaduras. b h é a altura mínima da laje para garantir a função corta-fogo. c Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados20 ABNT NBR 15200:2012 Tabela 10 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas contínuas em pelo menos uma das bordas c TRRF min Nervuras Combinações de bmín/c1 a mm/mm Capa b h/c1 mm/mm 1 2 3 30 80/10 60/10 60 100/25 120/15 190/10 80/10 90 120/35 160/25 250/15 100/15 120 160/45 190/40 300/30 120/20 180 310/60 600/50 150/30 a bmín corresponde à largura mínima da nervura ao nível do centro geométrico das armaduras. b h é a altura mínima da laje para garantir a função corta-fogo. c Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. As Tabelas 9 e 10 são adequadas a lajes nervuradas armadas em duas direções. Para lajes nervuradas armadas em uma só direção, a Tabela 11 aplica-se às nervuras e a Tabela 6 (coluna para lajes armadas em uma só direção), à capa. Tabela 11 – Dimensões mínimas para lajes nervuradas armadas em uma só direção a TRRF min Nervuras Combinações de bmín/c1 mm/mm 1 2 30 80/25 100/20 60 100/45 120/40 90 130/60 150/50 120 160/65 220/50 180 220/80 a Os valores de c1 indicados nesta tabela são válidos para armadura passiva. No caso de elementos protendidos, os valores de c1 para as armaduras ativas são determinados acrescendo-se 10 mm para barras e 15 mm para fi os e cordoalhas. 8.2.3 Pilares As Tabelas 12 e 13 fornecem as dimensões mínimas para a seção transversal e os valores de c1 das armaduras para pilares com uma face exposta ao fogo e pilares-parede, em função dos TRRF. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 21 ABNT NBR 15200:2012 Tabela 12 – Dimensões mínimas para pilares com uma face exposta ao fogo TRRF min Combinações de bmin /c1 mm/mm 30 155/25 60 155/25 90 155/25 120 175/35 180 230/55 Para pilares com mais de uma face exposta ao fogo, pode-se empregar o método analítico disposto em 8.3. Outros valores de bmín e c1 podem ser determinados empregando o método tabular geral disposto no Anexo E. Para o uso da Tabela 13: μf i Sd,fi Rd = N N onde NSd,fi é o valor de cálculo da força axial em situação do incêndio; NRd é o valor de cálculo da força normal resistente do pilar calculado de acordo com ABNT NBR 6118 com γm à temperatura ambiente, incluindo os efeitos da não linearidade geométrica (2ª ordem) e desconsiderados os efeitos das forças decorrentes do vento. Tabela 13 – Dimensões mínimas para pilares-parede a TRRF min Combinações de bmin/c1 mm/mm μfi = 0,35 μfi = 0,7 Uma face exposta Duas faces expostas Uma face exposta Duas faces expostas 1 2 3 4 30 100/10 120/10 120/10 120/10 60 110/10 120/10 130/10 140/10 90 120/20 140/10 140/25 170/25 120 140/25 160/25 160/35 220/35 180 180/40 200/45 210/50 270/55 a Pilar-parede conforme ABNT NBR 6118. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados22 ABNT NBR 15200:2012 8.2.4 Tirantes Os valores de bmín e c1 para tirantes podem ser os mesmos valores indicados na Tabela 4. A área da seção transversal do tirante não pode ser menor do que 2 × b2mín. Onde a excessiva deformação do tirante afeta a capacidade resistente da estrutura, os valores de c1 devem ser acrescidos de 10 mm. 8.3 Método análitico para pilares Para pilares com mais de uma face exposta ao fogo, pode-se utilizar a formulação apresentada a seguir para o cálculo do tempo de resistência ao fogo (TRF), cujo valor deve ser superior ou igual ao TRRF. Essa formulação é adequada a estruturas de nós fi xos. Entretanto, ela pode ser empregada nos casos de estruturas em que os deslocamentos não lineares (2ª ordem) devido ao desaprumo puderem ser desconsiderados em situação de incêndio. Em qualquer caso, os efeitos globais de 2ª ordem à temperatura ambiente não podem ultrapassar 30 % dos respectivos esforços de 1ª ordem (por exemplo, γz ≤ 1,3). O tempo de resistência ao fogo de um pilar pode ser determinado por meio da seguinte equação: TRF R R R R R = + + + +⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟120 120 18 μ a b n � , onde Rμ = 83 (1 – μfi ) Ra = 1,60 (c1 – 30), c1 em mm Rℓ = 9,60 (5 – ℓef,fi ) Rb = 0,09 b' para 190 mm ≤ b' ≤ 450 mm Rb = 40,5 para b' > 450 Rn = 0 para n = 4, sendo n o número de barras longitudinais Rn = 12 para n > 4 Sendo μf i Sd,fi Rd = N N NSd,fi é o valor de cálculo da força axial em situação do incêndio NRd é o valor de cálculo da força normal resistente do pilar calculado de acordo com a ABNT NBR 6118, com γm à temperatura ambiente, incluindo os efeitos da não linearidade geométrica (2ª ordem) e desconsiderados os efeitos das forças decorrentes do vento. c1 é a distância entre o eixo da armadura longitudinal e a face do concreto exposta ao fogo. Em seu cálculo, é permitida a consideração do revestimento conforme as prescrições dispostas em 8.2. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 23 ABNT NBR 15200:2012 ℓef,fi é o comprimento equivalente do pilar em situação de incêndio, em metros, e pode sempre ser considerado igual ao da temperatura ambiente, ℓe, conforme ABNT NBR 6118:2007, 15.6. Para os pilares dos andares intermediários de edifícios de múltiplos pavimentos compartimentados verticalmente e com os efeitos globais de segunda ordem à temperatura ambiente inferiores ou iguais a 10 % dos respectivos esforços de primeira ordem (por exemplo, γz ≤ 1,1), pode ser assumido que ℓe,fi = 0,5.ℓe e parao pavimento mais alto ℓe,fi = 0,7.ℓe. Para situações em que os efeitos globais de segunda ordem à temperatura ambiente são superiores a 10 % dos respectivos esforços de primeira ordem (por exemplo, γz > 1,1), o ℓe,fi pode ser determinado por análise estrutural específi ca. b' = 2 Ac/(b + h) para h ≤ 1,5 b b' = 1,2 b para h > 1,5 b onde Ac é a área da seção transversal do pilar, expressa em milímetros quadrados; b é a menor dimensão da seção transversal do pilar, expressa em milímetros; h é a maior dimensão da seção transversal do pilar, expressa em milímetros; Para o uso dessa equação, as seguintes limitações devem ser respeitadas: As/Ac ≤ 0,04 25 mm ≤ c1 ≤ 80 mm b' ≥ 190 mm e ≤ 0,15 b ℓef,fi ≤ 6 m onde As é a área total das armaduras; e é a excentricidade de primeira ordem da força normal atuante em situação de incêndio, que pode ser assumida igual à excentricidade de primeira ordem da força normal atuante à temperatura ambiente, desconsiderado o efeito das forças decorrentes do vento. 8.4 Método simplifi cado de cálculo O método simplifi cado de cálculo é baseado nas seguintes hipóteses: a) as solicitações de cálculo em situação de incêndio (Sd,fi ) podem ser calculadas conforme 8.1; b) o esforço resistente de cálculo em situação de incêndio de cada elemento pode ser calculado com base na distribuição de temperatura obtida para sua seção transversal, considerando exposição ao fogo conforme o TRRF. Essa distribuição de temperatura pode ser obtida na literatura técnica ou calculada em programas específi cos de computador a partir do fl uxo de calor determinado conforme Anexo F; Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados24 ABNT NBR 15200:2012 c) os esforços resistentes podem ser calculados pelos critérios estabelecidos na ABNT NBR 6118 para situação normal (à temperatura ambiente), adotando para o concreto e para o aço a resis- tência média em situação de incêndio. Essa média se obtém distribuindo uniformemente na parte comprimida da seção de concreto e na armadura total a perda total de resistência por aquecimento do concreto ou das armaduras, respectivamente. Alternativamente, podem-se utilizar métodos que consideram a seção de concreto reduzida em situação de incêndio. Essa redução de seção, necessária para simular corretamente a redução de resistência, pode ser encontrada na literatura. Em situação de incêndio o valor de fcd,θ não precisa ser afetado pelo coefi ciente α = 0,85 como na temperatura ambiente. Esse método não garante a função corta-fogo. Caso a função corta-fogo seja necessária em algum elemento, suas dimensões devem respeitar o mínimo estabelecido no método tabular ou o elemento deve ser verifi cado de acordo com o prescrito em 8.5 ou 8.6. 8.5 Métodos avançados de cálculo Os métodos avançados de cálculo devem considerar pelo menos: a) combinação de ações em situação de incêndio composta rigorosamente com base na ABNT NBR 8681; b) esforços solicitantes de cálculo, acrescidos dos efeitos das deformações térmicas restringidas, desde que calculados por modelos não lineares capazes de considerar as profundas redistribuições de esforços que ocorrerem; c) esforços resistentes, que devem ser calculados considerando as distribuições de temperatura conforme o TRRF. d) ambas as distribuições, de temperatura e de resistência, devem ser rigorosamente calculadas considerando as não linearidades envolvidas. A verifi cação da capacidade resistente deve respeitar o que estabelece a ABNT NBR 6118. A determinação da distribuição e temperatura na estrutura e a verifi cação do isolamento térmico podem ser feitas analiticamente por programas que considerem adequadamente a distribuição de temperatura na edifi cação. Os programas utilizados devem ser validados, ser de uso consagrado internacionalmente ou ser avalizados por ensaios experimentais em estruturas. O atendimento aos requisitos de estanqueidade (ver 4.2), quando exigidos, pode ser feito por ensaios experimentais do elemento que deve apresentar função corta-fogo, em escala reduzida (amostra do material ou sistema), de acordo com a ABNT NBR 5628. 8.6 Método experimental Em casos especiais, pode-se considerar a resistência ao fogo superior à calculada com base nesta Norma, desde que justifi cada por ensaios, conforme ABNT NBR 5628. O dimensionamento por meio de resultados de ensaios pode ser feito em ensaios realizados em laboratório nacional ou em laboratório estrangeiro, de acordo com Norma Brasileira específi ca ou de acordo com norma ou especifi cação estrangeira, respeitando os critérios de similitude aplicáveis ao caso. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 25 ABNT NBR 15200:2012 Anexo A (normativo) Método do tempo equivalente A.1 O tempo requerido de resistência ao fogo de elementos estruturais de concreto armado de um compartimento pode ser determinado pela seguinte equação: te = 0,07 qfi ,k W γn γs onde qfi ,k é o valor característico da carga de incêndio específi ca, determinado conforme ABNT NBR 14432; W é um fator que considera a infl uência da ventilação e da altura do compartimento, conforme a equação apresentada a seguir, em que Av é a área de ventilação vertical para o ambiente externo do compartimento, admitindo-se que os vidros das janelas se quebrarão em incêndio, Af é a área do piso do compartimento e H é a altura do compartimento (distância do piso ao teto), em metros W H A A A A = ⎛⎝⎜ ⎞⎠⎟ + − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎧ ⎨⎪ ⎩⎪ ⎫ ⎬⎪ ⎭⎪ ≥ 6 0 3 0 62 90 0 4 4 0 5 , , , , ,v f para v f ≤≤ 0 30, Para Av/Af > 0,30, deve ser adotado Av/Af = 0,30. Em qualquer caso, Av/Af ≥ 0,025. γn é um fator de ponderação determinado por γn = γn1 × γn2 × γn3, conforme Tabela A.1 Tabela A.1 – Fatores de ponderação das medidas de segurança contra incêndio Valores de γn1, γn2 e γn3 Existência de chuveiros automáticos γn1 Brigada contra incêndio γn2 Existência de detecção automática γn3 0,60 0,90 0,9 Na ausência de algum meio de proteção, indicado na Tabela A.1, adotar γn igual a 1. γs é um fator de ponderação determinado por γs = γs1 × γs2, conforme equação apresentada a seguir e Tabela 2. γ s1 f= + × +( )1 3 105 A h , em que Af é a área do piso do compartimento, em metros quadrados, e h é a altura do piso habitável mais elevado da edifi cação, em metros. Para γs1 < 1, deve ser adotado γs1 = 1 e para γs1 > 3, pode-se adotar γs1 = 3. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados26 ABNT NBR 15200:2012 Tabela A.2 – Valores de γs2 em função do risco de ativação do incêndio (r) γs2 r Exemplos de ocupação 0,85 Pequena Escola, galeria de arte, parque aquático, igreja, museu 1,0 Normal Biblioteca, cinema, correio, consultório médico, escritório, farmácia, frigorífi co, hotel, livraria, hospital, laboratório fotográfi co, indústria de papel, ofi cina elétrica ou mecânica, residência, restaurante, supermercado, teatro, depósitos (produtos farmacêuticos,bebidas alcoólicas, venda de acessórios de automóveis) e depósitos em geral 1,2 Média Montagem de automóveis, hangar, indústria mecânica 1,5 Alta Laboratório químico, ofi cina de pintura de automóveis A.2 As seguintes limitações para uso deste método devem ser aplicadas: a) o tempo determinado por meio do método apresentado neste Anexo não pode ser inferior ao determinado pela ABNT NBR 14432:2000, Tabela A.1, reduzido de 30 min; b) o tempo determinado por meio do método apresentado neste Anexo não pode ser inferior a 15 min; c) qfi ,k γn γs ≥ 300 MJ/m2. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 27 ABNT NBR 15200:2012 Anexo B (normativo) Diagrama tensão-deformação do concreto B.1 O diagrama tensão-deformação do concreto a temperaturas elevadas obedece à seguinte equação: σ ε ε ε ε θ θ θ θ θ θ c, c, c, c1, c, c1, = ⋅ ⋅ ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ + ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ f 3 2 3 onde σc,θ é o valor da tensão à compressão do concreto à temperatura elevada θ, expresso em megapascals (MPa); fc,θ é o valor da resistência à compressão do concreto à temperatura elevada θ, expresso em megapascals (MPa); εc,θ é a deformação linear específi ca correspondente do concreto à temperatura elevada θ (adimensional); εc1,θ é a deformação linear específi ca correspondente à tensão de resistência máxima do concreto à temperatura elevada θ, conforme Tabela B.1 (adimensional); εcu,θ é a deformação linear específi ca última do concreto à temperatura elevada θ, conforme Tabela B.1 (adimensional). B.2 Alternativamente, para o ramo descendente do diagrama tensão-deformação do concreto, é permitido adotar-se uma linha reta entre εc1,θ e ecu,θ, conforme valores apresentados na Tabela B.1. O aspecto do gráfi co pode ser visto na Figura B.1 Tabela B.1 – Deformação específi ca do concreto em função da temperatura elevada θ °C εc1,θ % εcu,θ % 20 0,25 2,00 100 0,35 2,25 200 0,45 2,50 300 0,60 2,75 400 0,75 3,00 500 0,95 3,25 Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados28 ABNT NBR 15200:2012 Tabela B.1 (continuação) θ °C εc1,θ % εcu,θ % 600 1,25 3,50 700 1,40 3,75 800 1,45 4,00 900 1,50 4,25 1 000 1,50 4,50 1 100 1,50 4,75 1 200 1,50 – c1θε cθf σ cuθε ε Figura B.1 – Aspecto do diagrama tensão-deformação do concreto Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 29 ABNT NBR 15200:2012 Anexo C (normativo) Propriedades térmicas do concreto C.1 Alongamento O alongamento específi co do concreto de densidade normal com agregado silicoso é determinado da seguinte forma: — para 20 700 9 10 2 3 10 1 8 106 11 4 ° ≤ < ° = × + × − ×− − − C Cθ θ θ c c c 3Δ� � , , — para 700 1200 14 10 3 ° ≤ ≤ ° = × − C Cθc Δ� � onde ℓ é o comprimento da peça de concreto de densidade normal a 20 °C; Δℓ é o alongamento do elemento de concreto de densidade normal provocado pela temperatura; θc é a temperatura do concreto, em graus Celsius. De forma simplifi cada, a relação entre o alongamento específi co do concreto de densidade normal e a temperatura pode ser considerada constante, da seguinte forma: Δ� � = × −( )−18 10 203 θc C.2 Calor específi co A calor específi co cp(θ) do concreto seco (u = 0 %) silicoso ou calcáreo pode ser determinado da seguinte maneira: cp(θ) = 900 (J/kg ºC) para 20 °C ≤ θ ≤ 100 °C cp(θ) = 900 + (θ – 100) (J/kg °C) for 100 °C < θ ≤ 200 °C cp(θ) = 1 000 + (θ – 200)/2 (J/kg °C) for 200 °C < θ ≤ 400 °C cp(θ) = 1 100 (J/kg °C) for 400 °C < θ ≤ 1 200 °C Quando a umidade não for considerada explicitamente no método de cálculo, a função do calor específi co do concreto calcáreo ou silicoso pode ser modelado por um valor constante cp,top, situado entre 100 °C e 115 °C, com decréscimo linear entre 115 °C e 200 °C. Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados30 ABNT NBR 15200:2012 cp.top = 900 J/kg °C para umidade de 0 % em peso cp.top = 1 470 J/kg °C para umidade de 1,5 % em peso cp.top = 2 020 J/kg °C para umidade de 3,0 % em peso De forma simplifi cada, a relação entre o calor específi co do concreto e a temperatura pode ser considerada constante. Nesse caso, pode ser considerada igual a 1 000 J/kg°C. C.3 Condutividade térmica A condutividade térmica do concreto de densidade normal com agregado silicoso, em watts por metro e por grau Celsius (W/m°C), pode ser determinada, para 20 °C ≤ θc ≤ 1 200 °C pela seguinte equação: λ θ θ= − + ⎛⎝⎜ ⎞⎠⎟1 36 0 136100 0 0057 100 2 , , ,c c onde θc é a temperatura do concreto, em graus Celsius. De forma simplifi cada, a relação entre a condutividade térmica do concreto e a temperatura pode ser considerada constante. Neste caso, pode ser considerada igual a 1,3 W/m °C. C.4 Densidade A variação da densidade com a temperatura é infl uenciada pela perda de água e pode ser determinada da seguinte maneira: ρ(θ) = ρ(20 °C) for 20 °C ≤ θ ≤ 115 °C ρ(θ) = ρ(20 °C) × (1 – 0,02 (θ – 115)/85) para 115 °C < θ ≤ 200 °C ρ(θ) = ρ(20 °C) × (0,98 – 0,03 (θ – 200)/200) para 200 °C < θ ≤ 400 °C ρ(θ) = ρ(20 °C) × (0,95 – 0,07 (θ – 400)/800) para 400 °C < θ ≤ 1 200 °C Ex em pl ar p ar a us o ex clu siv o - A G EN CI A NA CI O NA L DE T RA NS PO RT ES T ER RE ST RE S – AN TT - 04 .8 98 .4 88 /0 00 1- 77 Impresso por: Carlos Alberto Cordeiro (ADM.) © ABNT 2012 - Todos os direitos reservados 31 ABNT NBR 15200:2012 Anexo D (normativo) Diagrama tensão-deformação do aço D.1 Os diagramas tensão-deformação dos aços da armadura passiva a temperaturas elevadas podem ser elaborados a partir das seguintes equações: σ ε ε ε σ ε ε θ θ θ θ θ θ θ θ θ s, s, s, s, p, s, p, y, s, se= ⋅ ≤ ≤ = − + ⋅ − −( ) E f c b a a , 0 2 2 ,, se se p, s, y, s,¸ y,¸ y, s, t, s, y, s, ε ε ε σ ε ε ε σ ε θ θ θ θ θ θ θ θ ≤ ≤ = ≤ ≤ = ⋅ − f f 1 θθ θ θ θ θ θ θ θ θ ε ε ε ε ε ε σ ε ε − − ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ ≤ < = ≥ t, u, t, t, s, u, s, s, se se0 u,θ a c E 2 = −( ) ⋅ − +⎛⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ε ε ε εθ θ θ θ θy, p, y, p, s, ; b2 = c . (εy,θ – εp,θ) . Es,θ + c2, c f f E f f = −( ) −( ) ⋅ − ⋅ −( ) y, p, y, p, s, y, p, θ θ θ θ θ θ θε ε 2 2 . ε θ θ θ p, p, s, = f E εy,θ = 0,02 fyk,θ = ks,θ fyk fpk,θ = kp,θ fyk Es,θ = kEθ Es onde fy,θ é a resistência ao escoamento do aço a uma temperatura q, conforme Tabela 2; fyk é a resistência ao escoamento do aço a 20 °C; fp,θ é a resistência correspondente ao
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