Contribuição ao estabelecimento de um método simplificado para o dimensionamento ao fogo da proteção parcial de colunas de aço.

Abstract

Nesse trabalho, apresentam-se as conclusões de uma investigação realizada com o fim de determinar “curvas de dimensionamento” de pilares de aço em incêndio com o emprego de proteção passiva parcial. No estudo ora relatado, curvas de dimensionamento são apresentadas para perfis usuais na construção metálica brasileira, dotados de proteção parcial nas mesas, em função da carga de colapso, do tempo de exposição ao fogo, da espessura da argamassa de proteção e da excentricidade da carga. A metodologia aplicada consistiu na determinação da distribuição de temperaturas na seção transversal de um pilar exposto a um ambiente correspondente ao incêndio-padrão e na determinação da resposta estrutural do elemento, sempre com o emprego do Método de Elementos Finitos. As conclusões indicam a viabilidade do emprego da proteção parcial em pilares para atendimento dos requisitos usuais de resistência ao fogo, o que pode significar economias da ordem de 30% no custo da proteção passiva de pilares. Visando permitir que a técnica de proteção parcial seja usada mais facilmente em projetos práticos, apresentam-se, também, formulações simplificadas para a determinação da distribuição de temperatura e para o dimensionamento de estruturas metálicas parcialmente protegidas em situação de incêndio. A formulação para determinação da distribuição de temperatura em perfis parcialmente protegidos se baseia na transferência de calor por radiação, convecção e condução em uma seção não homogeneamente aquecida em incêndio. Já a formulação para dimensionamento é resultante de uma adaptação das equações da NBR 14343 (1999), que versa somente sobre estruturas com aquecimento uniforme, tanto longitudinal quanto transversalmente, para estruturas com aquecimento não-uniforme ao longo da seção transversal, que é o caso dos perfis com proteção parcial. Análises comparativas com métodos de transferência de calor e de análise estrutural baseados em elementos finitos são apresentadas. As conclusões indicam que a formulação apresentada é suficientemente precisa para uso no âmbito dos métodos simplificados de dimensionamento em situação de incêndio.