Influência da proteção contra incêndio na resistência à flexo-compressão de pilares de aço com perfis laminados sob altas temperaturas

Abstract

As propriedades mecânicas de materiais como o concreto, a madeira, o aço e o alumínio sofrem redução em altas temperaturas. No aço, em particular, a queda na resistência ao escoamento e no módulo de elasticidade sob elevadas temperaturas, gera uma demanda por formas de reduzir o aquecimento dos elementos estruturais compostos por esse material em caso de um incêndio. Com isso, este trabalho possui como objetivo a análise da resistência à flexo-compressão de pilares de aço em situação de incêndio, com e sem proteção térmica, através das recomendações da norma brasileira ABNT NBR 14323/2013. Desta forma, foram escolhidos os perfis laminados W 150 x 29,8 (H), W 200 x 52,0 (H) e W 310 x 97,0 (H) para desempenhar a função de pilar, onde a capacidade resistente destes elementos, na situação de incêndio, foi obtida via método simplificado de cálculo apresentado pela ABNT NBR 14323/2013. Como proteções contra incêndio foram analisadas, na espessura de 12,50 mm, as placas de gesso, placas de silicato de cálcio fibroso, manta cerâmica e argamassa de fibras projetadas Blaze Shield II. Como resultados dessa análise, foram obtidas curvas que expressam a variação da temperatura, força axial de compressão e momentos fletores resistentes de cálculo, em função do tempo de exposição ao incêndio (até 120,00 min). Através dessas curvas verificou-se que as proteções térmicas permitem que o pilar resista aos esforços nele atuantes por períodos de tempo superiores, o que pode ser explicado pelo aquecimento mais lento do aço quando envolvido por essas proteções. Dentre as alternativas avaliadas, destacaram-se as proteções através de manta cerâmica e placas de silicato de cálcio fibroso, em que os pilares protegidos por esses materiais chegaram a apresentar, em relação aos estados sem proteção, ganhos superiores a 1000,00% nas suas resistências para períodos específicos do aquecimento. Notou-se uma queda mais acentuada em todas as resistências dos pilares, no momento em que a temperatura do aço ultrapassa os 400,00 ºC, sendo esta queda na resistência proporcional ao fator de massividade dos perfis