Estruturas em aço e madeira - Aula 02 - Incêndio e corrosão

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE VALE DO RIO DOCE
GOVERNADOR VALADARES - MG
Arquitetura e Urbanismo
Estruturas em Aço e Madeira
2
Normas técnicas
NBR 8800:2008 - Projeto de Estrutura de Aço e Estrutura Mista de Aço e Concreto de Edifícios
NBR 14432:2001 (emenda incorporada em 2004) - Exigências de Resistência ao Fogo de Elementos 
Construtivos de Edificações - Procedimento
NBR 14323:1999 - Dimensionamento de Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio -
Procedimento
NBR 6355:2012 - Perfis estruturais de aço formados a frio – Padronização
NBR 14762/2010 - Dimensionamento de Estruturas de Aço Constituídas por Perfis Formados a Frio -
Procedimento
3
ABCEM - Associação Brasileira da Construção Metálica ( www.abcem.org.br)
Associações e Institutos
IBS - Instituto Brasileiro de Siderurgia (www.ibs.org.br)
CBCA – Centro Brasileiro Construção Metálica (www.cbca-ibs.org.br)
Arquitetura e Aço
USIMINAS CST – ARCELOR BRASIL
COSIPA GERDAU-AÇOMINAS
CSN
4
Publicações Promoção do uso do aço na construção
5
Publicações Promoção do uso do aço na construção
6
Publicações Promoção do uso do aço na construção
7
Publicações Promoção do uso do aço na construção
8
Principais Tipos de esforços
Tração
Compressão Simples
Flexão
Flexo-compressão
Flexo-compressão oblíqua
PERFIL MAIS BARATO E 
ESBELTO.
Sistema Estrutural é um conjunto de elementos estruturais conectados entre si e
dispostos de forma a garantir estabilidade global à estrutura.
O que diferencia um sistema estrutural de outro é a forma como a estabilidade global 
é garantida.
Sistemas Básicos ou Subsistemas são subconjuntos estáveis do sistema estrutural 
formados por um ou mais elementos.
Conceito de Sistema Estrutural
ligações flexíveis
(estrutura estável)
Sistema Triangular
associação de triângulos com ligações flexíveis
(estrutura estável)
Princípios da Estabilidade Global
ligações rígidas
(estrutura estável)
ligações flexíveis
(estrutura instável)
ligações flexíveis
(estrutura estável)
contraventamento
Sistema em Quadro
Princípios da Estabilidade Global
Tirantes
Escoras
elementos tracionados
elementos comprimidos
Vigas Simples
elementos fletidos
Sistemas Básicos
Cabos
Arcos
elementos tracionados, 
sem rigidez à compressão
elementos curvos 
flexo-comprimidos 
ou flexo-tracionados
Sistemas Básicos
Treliças Planas
associação de triângulos dispostos em um plano, 
constituídos de barras tracionadas e comprimidas
Sistemas Básicos
Treliças Espaciais
associação de triângulos dispostos no espaço, 
formando tetraedros, constituídos de barras 
tracionadas e comprimidas
módulo básico 
(2 tetraedros)
vistas frontal e lateral
Sistemas Básicos
Treliças Espaciais
associação de triângulos dispostos no espaço, 
formando tetraedros, constituídos de barras 
tracionadas e comprimidas
vista frontalvista lateral
Sistemas Básicos
Vigas Vierendeel
Vigas Armadas
associação entre si de barras tracionadas, 
comprimidas e fletidas, rigidamente 
conectadas
associação de barra fletida com barras 
comprimidas (escoras verticais) e 
tracionadas (cabos)
Sistemas Básicos
Sistemas Básicos
Pilares
barra ou associação entre si 
de barras comprimidas ou 
flexo-comprimidas
pilar simples pilar composto
Quadros ou Pórticos Planos
quadro rígido 
(ligações rígidas)
associação de barras fletidas (vigas) com barras comprimidas ou flexo-
comprimidas (pilares) e barras tracionadas (tirantes ou contraventamentos) 
Os contraventamentos são utilizados 
na medida em que as ligações flexíveis 
comprometem a estabilidade do quadro
quadro contraventado
(ligações flexíveis)
Sistemas Básicos
Grelhas
associação de barras fletidas entre si, provocando flexo-torção
(não recomendável nas estruturas de aço, a menos que as barras 
sejam constituídas de perfis fechados – os perfis abertos têm 
baixas resistência e rigidez à torção)
Sistemas Básicos
 É um sistema estrutural que absorve apenas 
tração simples.
 Não tem rigidez a nenhum outro esforço que 
não seja tração simples.
 A cada aplicação de carga ele apresenta uma 
forma de equilíbrio.
 Para estabilizar o cabo é necessário tencioná-lo 
bastante. Há duas alternativas: pretensão ou 
através de um sobrecarregamento.
 São utilizados principalmente nas coberturas e 
possibilitam vencer maiores vãos.
21
Principais Sistemas Estruturais - Características
• Cabos
22
Principais Sistemas Estruturais- Características
• Arcos
 É um sistema estrutural que predomina a
compressão simples.
 Os arcos podem ser executados em perfis de
alma cheia (em forma de I), o que pode ser
pesado e de difícil execução, o que não é muito
usual.
 Os arcos mais comuns são os treliçados, mais
leves e econômicos.
 São utilizados em sua maioria em coberturas,
podendo ser utilizados em pontes, desde que o
tabuleiro distribua através de pilares ou cabos,
cargas coerentes com a forma e seção do arco.
23
Principais Sistemas Estruturais
• Treliças
 As barras das treliças estão submetidas apenas
a esforços de tração e compressão.
 Por trabalhar com os esforços de tração e
compressão é sistema mais indicado para vencer
grandes vãos.
 As cargas devem ser aplicadas nos nós.
 As treliças em arcos são econômicas para vãos
acima de dez metros, quando o menor
consumo de material passa a compensar o maior
gasto com mão de obra com execução.
 São comuns o uso de cantoneiras duplas e perfil
U para as barras das treliças.
24
Principais Sistemas Estruturais
• Viga de alma cheia
 É um sistema estrutural que predomina o momento fletor.
 É a solução que mais consome material, e portanto menos
econômica sob esse aspecto.
 Por outro lado é a solução que apresenta menores alturas
estruturais, apresenta execução mais fácil que as demais
soluções.
 Opta-se pelas vigas de alma cheia, ao invéz das treliçadas
quando se deseja um menor pé-direito estrutural ou
quando a maior quantidade de material gasto na sua
confecção é compensada pelo menor custo de mão de obra.
 As vigas de alma cheia podem ser utilizadas para vão
maiores, até 25 metros. Os perfis U (pequenos vãos e
carregamentos) e I (grandes vãos e carregamentos).
25
Principais Sistemas Estruturais
• Viga vierendeel
 É um sistema estrutural que contempla todos os esforços:
compressão, tração e flexão.
 Utilização interessante para sistemas de passarelas,
apoiando simultaneamente pisos e coberturas, permitindo
uma maior ventilação.
Os sistemas estruturais são formados, em geral, a partir da associação de sistemas 
básicos ou subsistemas.
a) edifícios de andares múltiplos;
b) residências unifamiliares e edifícios de pequeno porte;
c) Galpões;
d) coberturas de grandes vãos;
e) pontes, viadutos e passarelas e 
f) torres.
Do ponto de vista da tipologia das estruturas, as construções usuais com estrutura de aço 
podem se agrupar em:
Formação de Sistemas Estruturais
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
A estabilidade vertical é 
garantida por quadros estáveis, 
por treliças ou por elementos 
rígidos de concreto armado.
A estabilidade horizontal é 
garantida, em geral, pelas lajes de 
concreto armado ou protendido, 
que funcionam como diafragmas 
horizontais.
Centro Cultural Itaú 
São Paulo - SP
Sistemas estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Sistema de Quadros Rígidos:
São quadros rígidos associados entre si ou 
com outros elementos.
Os quadros rígidos garantem a estabilidade 
do conjunto.
A solução, porém, não é, em geral, 
econômica; quanto maior o número de 
ligações rígidas, menos econômica é a obra.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistema de Quadros Contraventados:
São quadros contraventados associadoscom 
quadros rotulados ou com outros elementos
Os contraventamentos garantem a 
estabilidade do conjunto.
A solução é mais econômica que o sistema de 
quadros rígidos, pois todas as ligações são 
flexíveis, porém os contraventamentos 
podem se tornar elementos limitadores.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistema de Quadros Contraventados:
Tipos Usuais de 
Contraventamentos
em X em V em V 
invertido
em K
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistema de Quadros Contraventados:
Tipos Usuais de 
Contraventamentos
Contraventamento em X Contraventamento em V invertido
Contraventamento em K
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Alternativos (que dispensam ou reduzem os contraventamentos):
Sistemas com Núcleo Rígido ou Núcleo de 
Cisalhamento:
São quadros rotulados, engastados em um 
núcleo rígido, em geral, de concreto armado, 
que garante a estabilidade do conjunto.
O volume de concreto é construído enquanto 
a estrutura de aço é fabricada.
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Sistemas Alternativos (que dispensam ou reduzem os contraventamentos):
Sistemas com Núcleo Rígido ou Núcleo de 
Cisalhamento - Exemplos
Sistemas Estruturais de Edifícios de Andares Múltiplos
Tipos de Sistemas de Edifícios
Em geral, são associações de quadros (vigas associadas a pilares) com treliças, 
vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Cada galpão é um conjunto de quadros estáveis (pórticos do galpão) dispostos 
ao longo do seu comprimento e interligados por outros subsistemas (em geral, 
vigas, treliças e tirantes); a largura do quadro é denominada vão do galpão.
vão
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
A estabilidade vertical ao longo do 
vão é garantida pelos quadros estáveis 
e, ao longo do comprimento por 
contraventamentos (tirantes) ou 
conexões rígidas.
A ‘estabilidade horizontal’ é 
garantida por contraventamentos 
(tirantes) nos planos da cobertura.
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
terça
contraventamento 
vertical
pendural
viga transversal viga longitudinal
contraventamento 
da cobertura
tesoura
pilar
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
viga de 
tapamento 
frontal
vão comprimento
pilar de 
tapamento 
lateral
viga de 
tapamento 
lateral
Quando o galpão possui tapamento lateral e/ou frontal com telhas, 
outros elementos são necessários:
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Em resumo, a estrutura de um galpão é composta por:
Terças Pendurais
Vigas de Tapamento Frontal
Vigas de Tapamento Lateral
Tesouras
Pilares
Pilares de Tapamento Lateral
Vigas Transversais
Vigas Longitudinais
Contraventamentos
Além desses elementos, usa-se, nos 
galpões, tirantes e escoras auxiliares, 
denominados “agulhas”, que servem 
para reduzir o comprimento de 
flambagem de terças e vigas de 
tapamento frontal e lateral.
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tesoura terça
viga longitudinal
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
Sistemas Estruturais de Galpões
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tesoura em Arco
tirante
pilar
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tapamento Frontal
terça
viga de 
tapamento 
frontal
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Tapamento Lateral
viga de 
tapamento 
lateral
Sistemas Estruturais de Galpões
Elementos Básicos da Estrutura de um Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Plano de Cobertura
co
n
tr
a
ve
n
ta
m
en
to
a
g
u
lh
a
s
Sistemas Estruturais de Galpões
Classificação quanto ao número de vãos:
Pórtico Simples Pórtico Múltiplo
Tipos de Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
Duas Águas
Galpões de Cobertura Plana
Uma Água
Tipos de Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
vão comprimento
Galpões Tipo Shed (cobertura dentada)
Tipos de Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
Galpões em Arco (cobertura curva)
Tipos de Galpão:
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Classificação quanto à forma:
Sistemas Estruturais de Galpões
Exemplos
São, como no caso dos edifícios de andares múltiplos, associações de quadros ou 
pórticos com treliças, vigas isoladas, tirantes, escoras, cabos e arcos.
Sistemas Estruturais de Galpões
49
 Maior resistência mecânica
− Alívio das fundações
− Maior espaço útil
− Maiores vãos
 Construção industrializada
− Redução do tempo de execução (prazo e investimento são importantes)
− Canteiro de obras menor e mais organizado
− Alinhamento perfeito (diminuição da espessura da argamassa na parede)
− Perdas praticamente nulas
 Construção industrializada
 Facilidade de montagem e desmontagem
 Facilidade de reforço e ampliação
 Aproximação da teoria com a realidade
Aspectos positivos
50
51
 Maior custo da estrutura
 Proteção contra corrosão
 Proteção contra incêndios
 Falta de tradição em construções metálicas (falta de perfis
metálicos)
 Transporte (perfis com comprimento padrão de 12 m)
A falta de informaçãodos construtores sobre como construir em aço e quais as 
vantagens daí oriundas tem inibido a construção metálica no Brasil
Limitações
mesmo edifício
Custo é maior do que a mesma estrutura em concreto ,
porém:
− Espessura menor nas paredes; mais rápido, menor
esforço na fundação, etc.
52
Quando construir em Aço
Características x Sistema
1 – Fundações
Estruturas de aço pesam de 6 a 10 vezes menos (1 estaca a menos por base)
Analisar resistência do solo
Custo das fundações
2 – Tempo de construção
Quanto menos o tempo → melhor
Redução de 40% do tempo de obra
Antecipação → amortização do investimento
3 – Tipo de ocupação
Conhecer a localização, arquitetura e utilização da estrutura.
Facilidade de executar vãos maiores e ocupar menos espaço estrutural (universidades e prédios
comerciais)
4 – Disponibilidade e custo de materiais
Dificuldade de transporte
Olhar disponibilidade
53
Quando construir em Aço
Características x Sistema
5 – Recursos do construtor
Equipamentos e outros recursos podem influenciar (como maquinário e equipamentos de
montagem das estruturas)
6 – Local da obra e acessos
Condições das estradas de acesso
Distância a serem vencidas
Condições topográficas
Disponibilidade de energia
7 – Possibilidade de Adaptações de ampliações
Edificações industriais
Olhar se necessita de ampliações a curto ou médio prazo
8 – Compatibilidade com sistemas complementares
Lajes pré-fabricadas
Vedações internas e externas
54
Quando construir em Aço
Características x Sistema
9 – Manutenção e reparos
Fazer o monitoramento e a Manutenção preventiva e corretiva das estruturas
10 – Vãos livres e altura da edificação
Se exige vãos livres e/ou grandes alturas
Conduzir para sistema estrutural mais leve e resistente
11 – Proteção
Se os tipos de patologias exigem altos custos de reparo
12 – Durabilidade
Capacidade de manter ao longo do tempo um desempenho compatível com a utilização
prevista
13 – Estética
Modernidade
14 – Desperdício de materiais e mão de obra
Racionalização da estrutura
Emprego de materiais pré-fabricados
Otimização do processo
55
Quando construir em Aço
Características x Sistema
15 – Segurança do trabalhador
16 – Custos financeiros
Ganhos previstos com a antecipação do cronograma de um edifício comercial
Custos previstos com manutenção e reformas
17 – Adequação ambiental
Baixo nível de desperdício
Aço é material mais reciclado no mundo
18 – Qualidade
19 – Desempenho
Aço = comportamento constante, material mais homogêneo. Possui maiores deformações e são
sempre mais elásticos para responder à ações dinâmicas.
Concreto = mudanças do comportamento ao longo do tempo. São mais rígidos, não
respondem tão bem quando submetidos às ações dinâmicas.
20 – Incômodo para as áreas próximas
Ruído, poeira, lixo, entulhos.
56
Por quê proteger o aço da ação do fogo?
Para temperaturas superiores a 550 ºC o aço apresenta uma forte queda de suas 
propriedades mecânicas.
Perde em torno de 50% da sua resistência
t
fogo
= 1600 ºC
Pressupõe-se para isso que o aço esteja imerso em um ambiente de temperatura 
homogênea e submetido às tensões máximas de projeto.
Maior condutividade térmica e menor calor específico
57
58
Condições para desenvolvimento de um incêndio
59
Condições para desenvolvimento de um incêndio
60
Ação térmica
61
Ação térmica
T
em
pe
ra
tu
ra
Tempo
T
em
pe
ra
tu
ra
Tempo
Ignição Crescimento Queima generalizada Decaimento/arrefecimento
Flashover explosão do ambiente, no qual ele toma todo o mesmo.
Desenvolvimento de incêndio em compartimento (Structural Design for Fire
Safety – 2006)
62
Ação térmica
 FASES DO INCÊNDIO
- IGNIÇÃO
Produção de vapor d’água (H2O), dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO)
e outros gases.
- CRESCIMENTO
Neste momento, a temperatura nas regiões superiores (nível do teto) normalmente
pode exceder 700 ºC.
- FLASHOVER
As temperaturas em um compartimento podem chegar aos 1000ºC
63
Ação térmica
 QUEIMA GENERALIZADA
A queima generalizada ocorre quando todo o material combustível no ambiente está
envolvido no fogo.
 DECAIMENTO
Quando o fogo consumir o combustível disponível dentro do ambiente em cerca de 70%,
a temperatura dos gases decresce e então a taxa de calor gerada começará a decair
(Pannoni, 2004).
64
Ação térmica
65
Ação térmica
Curva de incêndio padrão
• É costume, em códigos e normas internacionais, permitir-se o emprego de uma curva
temperatura-tempo simplificada, denominada curva do INCÊNDIO PADRÃO.
• Independe das características do compartimento, portanto não é propriamente uma curva de
incêndio, mas uma simplificação.
• A curva do incêndio padrão não passa por um máximo, portanto é necessário preestabelecer
o valor de um tempo em que a curva de aquecimento pode ser interrompida. Esse tempo é
denominado:
TRRF = Tempo Requerido de Resistência ao Fogo 
66
Segurança contra incêndio
• Segurança absoluta impossível de ser alcançada.
• Segurança Associada a um custo
• Pesquisas europeias  risco de morte em incêndio - 30 vezes menor do que o risco
de morte no sistema de transporte, ocorrendo mortes por asfixia nos primeiros
minutos do sinistro.
• A máxima temperatura atuante nos elementos de aço, em incêndio, está associada
ao máximo valor encontrado na curva natural do incêndio.
Temperatura máxima do aço < Temperatura crítica
• Proteção da vida humana:
- medidas de prevenção e extinção do incêndio
- prever a rápida evacuação das pessoas dos ambientes em chamas
67
Meios de combate e proteção contra incêndio
• Prevenção
- uso de materiais não inflamáveis
- projeto adequado de instalações
• Rápida extinção
- rede de hidrantes
- equipamentos de detecção e extinção do fogo
- dispositivos de alerta e sinalização;
- brigada particular contra incêndio.
• Compartimentação
- "barreiras" que evitem a propagação do fogo;
- portas corta-fogo.
• Rápida evacuação das pessoas
- sistema de fácil exaustão de fumaça;
- rotas de fuga;
- escadas de segurança.
68
Segurança contra incêndio
69
Segurança contra incêndio
70
Valores usuais de TRRF
71
Valores usuais de TRRF
72
Valores usuais de TRRF
73
74
Meios de combate e proteção contra incêndio
75
Meios de combate e proteção contra incêndio
Pilar totalmente envolvido por concreto. Pilar parcialmente envolvido por concreto.
Estrutura mista – apartar resistência e proteção ao fogo
Exposição do perfil de aço ao fogo
> temperatura e queda da sua resistência
76
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada 
 São produtos com alto conteúdo de aglomerantes que, quando misturados com água,
geram uma massa fluida que pode ser bombeada;
 São apresentados como produtos de baixa (obras internas), média (obras internas com
certa resistência ao impacto e à umidade) ou alta densidade (obras externas onde o risco de
impacto e a umidade são altos);
 Constituída basicamente de gesso (aproximadamente 80% do peso seco), cimento Portland
(em materiais de média e alta densidade), resinas acrílicas e cargas inertes (poliestireno
expandido, celulose).
 Não necessitam, para sua aplicação, da retirada da
carepa de laminação e de alguma ferrugem formada.
Antes da projeção, faz-se uma limpeza manual,
retirando-se o material solto sobre a superfície.
77
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada à Base de Vermiculita
 É produto de baixa densidade, composto basicamente de vermiculita expandida, cimento
Portland e aglomerados minerais. Este material deve ser completamente isento de amianto,
e, para melhorar sua aderência ao aço, costuma ser necessária a utilização de telas.
78
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada MK6
79
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada MK6
80
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada 
 São produtos com alto conteúdo de aglomerantes que, quando misturados com água,
geram uma massa fluidaque pode ser bombeada;
 São apresentados como produtos de baixa (obras internas), média (obras internas com
certa resistência ao impacto e à umidade) ou alta densidade (obras externas onde o risco de
impacto e a umidade são altos);
 Constituída basicamente de gesso (aproximadamente 80% do peso seco), cimento Portland
(em materiais de média e alta densidade), resinas acrílicas e cargas inertes (poliestireno
expandido, celulose).
 Não necessitam, para sua aplicação, da retirada da
carepa de laminação e de alguma ferrugem formada.
Antes da projeção, faz-se uma limpeza manual,
retirando-se o material solto sobre a superfície.
81
Materiais de proteção contra incêndio
Fibra Projetada 
 São produtos de baixa e média densidades, contendo basicamente fibras obtidas a partir de
rocha basáltica (ou escória de alto-forno) como principal ingrediente.
 De baixa densidade (240 kg/m³) e indicadas para usos interiores e exteriores, podendo
permanecer expostas ou não. Apresenta uma condutividade térmica de 0,061 W/mºC para
100ºC e calor específico de 2093 J/kgºC para 96 ºC.
 A proteção à base de fibras utiliza as propriedades isolantes da fibra para proteger o aço.
82
Materiais de proteção contra incêndio
Argamassa Projetada Composta por fibras
83
Materiais de proteção contra incêndio
 Placas de Gesso Acartonado
Placas de gesso contendo fibra de vidro, e, em alguns casos, vermiculita
incorporada.
Materiais Rígidos
84
Materiais de proteção contra incêndio
Materiais Rígidos
 Mantas Cerâmicas
Produtos formados a partir de fibras silico-aluminosas, presas à estrutura através
da utilização de pinos de aço soldados na estrutura.
85
Materiais de proteção contra incêndio
Materiais Rígidos
 Placas de Lã de Rocha
São painéis de baixa densidade, rígidos ou flexíveis, feitos de materiais fibrosos,
aglomerados pela adição de resinas termo-endurecíveis.
86
Materiais de proteção contra incêndio
São tintas especiais que expandem a partir de
200ºC, formando uma espuma rígida que isolam
eficientemente os gases quentes gerados no incêndio do
aço.
A superfície deverá ser preparada conforme
recomendações do fabricante, e um primer compatível
deverá ser aplicado.
Como esta tinta não apresenta grande
resistência química e física, ela deverá ser recoberta.
 Tintas Intumescentes
Primer epoxídico, 
acrílico ou alquídico
Tinta intumescente
Tinta de acabamento 
acrílica ou 
poliuretânica
87
Materiais de proteção contra incêndio
Película de tinta intumescente 
88
Meios de combate e proteção contra incêndio
O concreto estando junto com o aço nos elementos mistos proporciona melhor desempenho em
incêndio
REDUZINDO
- A PASSAGEM DE CALOR PARA PARTES DOS PERFIS DE AÇO
- O AQUECIMENTO DOS PERFIS DE AÇO PELO CONTATO 
DIRETO
𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 =
𝐻𝑝
𝐴
(𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑎𝑞𝑢𝑒𝑐𝑖𝑑𝑜)
(Á𝑟𝑒𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑙)
Produto Vantagens Desvantagens
Argamassa 
Projetada
• Aplicação rápida 
• Baixo custo
• Aplicados diretamente sobre o aço
• Cobertura de detalhes complexos
• Permitem a aplicação externa
• Aparência bruta (superfície rugosa)
• Não permitem a aplicação off-site
• 30 dias para secagem
• Operação demorada, com muita sujeira e 
mão-de-obra onerosa
Fibra Projetada • Menor custo
• Resulta em superfície rugosa
• Pouco estética
Materiais Rígidos
• Boa aparência e econômico para superfícies 
planas
• Fixação a seco
• Espessura garantida
• Não necessita de preparo superficial
• Custo pode ser elevado
• Lento para fixação, espessura de 20 a 50 
mm
• Necessita de pinos na estrutura
• Difícil fixação ao redor de detalhes 
complexos
Mantas
• Baixo custo quando comparado aos 
materiais rígidos
• Fixação a seco
• Aparência
Intumescentes
• Boa aparência
• Cobertura de detalhes complexos
• Não toma espaço ou adiciona peso
• Aplicação rápida (Podem ser aplicadas off-
site)
• Custo pode ser elevado
• Não competitiva para altos TRRF´s
• Sensíveis às condições climáticas adversas89
Vantagens e desvantagens
90
Fator massividade
Um mesmo perfil pode ter diferentes fatores de forma.
91
Fator massividade
Um mesmo perfil pode ter diferentes fatores de forma.
92
Fator massividade
Um mesmo perfil pode ter diferentes fatores de forma.
93
O fenômeno da corrosão
Metais → Normalmente são encontrados em combinação com um ou mais elemento não-
metálicos presentes no ambiente.
Minérios → Formas oxidadas dos metais.
Normalmente, quantidades significativas de energia
devem ser fornecidas aos minérios para reduzi-los aos
metais puros.
A fundição e conformação posterior do metal envolvem
processos onde mais energia é gasta.
Sob o ponto de vista termodinâmico, a corrosão metálica
é fruto de um decréscimo energético.
94
O fenômeno da corrosão
Definições de corrosão
- Tendência espontânea do metal produzido e conformado de reverter ao seu estado original,
de mais baixa energia livre.
- Processo expontâneo de deterioração de propriedades de um metal por reação com o
ambiente.
Implicações da corrosão
A corrosão implica em diversos problemas para as estruturas metálica:
- perda da seção transversal dos elementos estruturais;
- deterioração do aspecto estético;
- interrupção do funcionamento de equipamentos e da estrutura;
- perda de eficiência;
- etc.
Corrosão → implica em aspectos econômicos → Deve ser evitada
95
O fenômeno da corrosão
O mecanismo de corrosão
Predominância → Corrosão em meios aquosos (90%) → Ocorre devido a um mecanismo
eletroquímico.
A corrosão em meios aquosos é a mais comum - a água é o principal solvente.
Mecanismo de corrosão atmosférica
A corrosão atmosférica é uma forma de corrosão generalizada de grande incidência, que ocorre 
por meio da condensação da umidade na superfície do metal.
4 Fe + 3O2 +2H2O → 2Fe2O3 . H2O = Aço + Oxigênio + Água = Ferrugem
96
Principais formas de corrosão
97
Aços patináveis
 De baixa liga e alta resistência mecânica resistem à corrosão atmosférica.
 Possuem certos elementos químicos na sua composição (ex. , o cobre).
 Pátina = película de óxidos aderentes e protetores, que limitam o suprimento de água, 
oxigênio, e estimuladores à corrosão à superfície metálica.
 Reduz drasticamente a velocidade com que o processo de corrosão ocorre.
98
Corrosão Galvânica
 Corrosão galvânica → pode ocorrer quando dois metais diferentes, em contato elétrico (ou
conectados por um condutor elétrico) são expostos a uma solução condutora de eletricidade.
 Ataque em meio aquoso.
 Formação de uma pilha, promovendo um ataque localizado a um dos componentes do par.
99
Corrosão Galvânica
 Grau A-36 → Aço estrutural ao carbono;
 Grau A-572 → Aços de baixa liga e alta resistência inicial. Aço estrutural ao Nióbio, de alta
resistência mecânica (40% maior que o A-36);
 Grau A-588, A-242 → Aço patinável. Pouco superior ao A-572 grau 50, Possui elevada
resistência à corrosão atmosférica;
 Parafusos de aço carbono galvanizados;
 (ASTM A325 Tipo 3 Grau A) → Parafusos
de aço patinável. Feito em aço carbono
manganês micro ligado, alta resistência e
resistente a corrosão;
 ASTM A325 Tipo 1 → Parafusos de aço liga
de médio carbono;
10
0
Corrosão por frestas
 Regiões confinadas de pequeno volume e onde o meio apresenta estagnação, tais como os 
interstícios existentes entre duas chapas rebitadas ou parafusadas, regiões de juntas.
10
1
Prevenção contra corrosão
• Proteção
Esta proteção é feita normalmente com um tratamento superficial como a pintura ou a
galvanização.
A proteção usualmente utilizada nas estruturas metálicas é a pintura, devido à facilidade de
aplicação e a possibilidade de manutenção.
• Aços de alta resistência à corrosão
Aços de baixa liga e alta resistência mecânica resistentes à corrosão atmosférica, chamados
"patináveis", dispensam o tratamento superficial em atmosferas normais ou pouco poluídas.
São aços que possuem certos elementos químicos em sua composição (p.ex.,o cobre), que
propiciam a formação de uma película de óxidos aderentes e protetores chamados de pátina.
Os aços patináveis possuem um resitência à corrosão cerca de 3 a 4 vezes a dos aços
estruturais de baixo carbono.
10
2
Prevenção contra corrosão
• Ensaio de risco
Mede-se a perda da espessura ou massa.
ASTM A 36 e um ASTM A 242 expostos por 48 meses em atmosfera industrial de 
Cubatão – SP.
10
3
Prevenção contra corrosão
10
4
Prevenção contra à corrosão
Outras estratégias de prevenção
• Detalhamento de projeto executivo;
• Simplificação das formas;
• Evitar a umidade superficial.
10
5
Prevenção contra à corrosão
10
6
Prevenção contra à corrosão
10
7
Prevenção contra à corrosão
10
8
Preparação de superfícies e pintura
Preparação da superfície e graus de limpeza superficial:
• Limpeza superficial
• Ancoragem mecânica (aumentar rugosidade)
Padrões de grau de corrosão
A superfície com carepa de laminação ainda
intacta
B superfície com carepa de laminação se
destacando e com presença de ferrugem
C superfície com corrosão generalizada e sem
carepa
D superfície com corrosão generalizada e com
pontos profundos de corrosão (pites)
10
9
Preparação de superfícies e pintura
Padrões de graus de limpeza
St 2: Limpeza manual, executada com ferramentas manuais como escovas, raspadores, lixas e
palhas de aço.
St 3: Limpeza mecânica executada com ferramentas mecanizadas como escovas rotativas,
pneumáticas ou elétricas.
Sa 1: É o jato ligeiro (brush off). A superfície resultante deverá encontrar-se inteiramente livre de
óleos, graxas e materiais como carepa, tinta e ferrugem soltas. A carepa e a ferrugem
remanescentes poderão permanecer, desde que firmemente aderidas.
Sa 2: Chamado de jato comercial. A superfície resultante do jateamento poderá apresentar
manchas e pequenos resíduos devidos à ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 2/3 da área deverá
estar isenta de resíduos visíveis, enquanto o restante será limitado pelas manchas e resíduos.
Sa 2 ½: Chamado de jato ao metal quase branco. É definida como superfície livre de óleo, graxa,
carepa, ferrugem, tinta e outros materiais, podendo apresentar pequenas manchas claras devidas a
resíduos de ferrugem, carepa e tinta. Pelo menos 95% da área deverá estar isenta de resíduos
visíveis, sendo o restante referente aos materiais acima mencionados.
Sa 3: Conhecido como jato ao metal branco. Após a limpeza, o aço deverá exibir cor metálica
uniforme, branco-acinzentada, sendo removidos 100% de carepas e ferrugens. A superfície
resultante estará livre de óleos, graxas, carepa, tinta, ferrugem e de qualquer outro depósito.