Trabalho integrador apresentado na FAF

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
ARMED CONCRETE STRUCTURES IN FIRE SITUATION
Brendon Gomes Fonseca Dias ¹, Brenno Henrique Moreira Monte Mor ², Gustavo
Arruda Araújo ³, Gustavo Pereira Reis 4, Ilma Alves Dias Braga5, Ricardo Máximo
Moreira 6, Pedro Henrique de Souza Queiroz 7.
1) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
brendongomes@hotmail.com
2) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
engcivil.montemor@gmail.com
3) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
gustavoarruda06@gmail.com
4) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
gustavoreis.gp41@gmail.com
5) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
ninaadb@hotmail.com
6) Acadêmico do curso de bacharel em Engenharia Civil pela Faculdade do Futuro,
eng.ricardomaximo@gmail.com
7) Mestrando em Engenharia de estruturas pela Universidade Federal de Viçosa,
consultoria.estrtural@gmail.com

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ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO EM SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
ARMED CONCRETE STRUCTURES IN FIRE SITUATION
Resumo
Objetivo: Apresentar os principais critérios especificados nas normas brasileiras com relação
aos projetos de estruturas de concreto armado e seus respectivos materiais sob a ótica de uma
situação de incêndio, assim como contribuir para que futuros projetos sejam mais seguros e
eficientes por meio de uma aplicação pratico das normas e um projeto real. Método: Estudo
sucinto dos critérios apresentados nas normas brasileiras assim como uma revisão bibliográfica
dos conceitos atribuídos aos materiais e estruturas em situação de incêndio; desenvolvimento
de um projeto estrutural de um edifício comercial e a verificação de seus elementos numa
situação real de incêndio com o auxílio do software TQS; proposta de solução estrutural para
adequação da situação proposta. Resultados: Após análise e dimensionamento do projeto foi
verificado que alguns pilares não passaram na verificação de incêndio. Apesar da relação
TRF≥TRRF ter sido satisfeita como exige a norma, estes pilares tiveram um ganho considerável
de excentricidade devido as majorações de esforços pela ação das chamas, além do mais o efeito
de expansão do material concreto influenciou de forma significativa o aumento dos eventuais
efeitos de segunda ordem. Foi então proposta uma nova concepção estrutural com intuito de
garantir a segurança. Novamente analisado e dimensionado o projeto passou em todos os
requisitos determinados pela NBR 15200:2012. Conclusão: O planejamento das estruturas de
concreto deve levar em conta as possíveis situações que a incidência de um incêndio pode lhe
causar. Uma vez consideradas estas particularidades e aplicados os conceitos fornecidos pelas
normas pode-se alcançar níveis altíssimos de segurança mesmo em condições severas de um
incêndio.
Descritores: Concreto armado, Incêndio, Normas brasileiras, TQS.

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Abstract
Objective: To present the main criteria specified in the Brazilian rules regarding the projects
of reinforced concrete structures and their respective materials from the perspective of a fire
situation, as well as to contribute to the future projects being more safe and efficient through a
practical application of standards and a real project. Method: A brief study of the criteria
presented in the Brazilian standards as well as a bibliographic review of the concepts attributed
to the materials and structures in a fire situation; development of a structural design of a
commercial building and verification of its elements in a real fire situation with the aid of TQS
software; proposed structural solution to suit the proposed situation. Results: After analysis
and design of the project, it was verified that some pillars did not pass the fire check. Although
the TRF≥TRRF ratio was satisfied as required by the standard, these pillars had a considerable
eccentricity gain due to the enhancement of efforts by the action of the flames, in addition the
effect of expansion of the concrete material significantly influenced the increase of eventual
effects of second order. A new structural design was proposed in order to guarantee safety.
Once again analyzed and scaled the project passed all the requirements determined by NBR
15200: 2012. Conclusion: The planning of concrete structures must take into account the
possible situations that the incidence of a fire can cause. Once these particularities have been
considered and the concepts provided by the standards have been applied, very high levels of
safety can be achieved even under severe fire conditions.
Keywords: Armed concrete, Fire, Brazilian standards, TQS.

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1. Introdução
Apesar das estruturas de concreto armado serem resistentes a altas temperaturas devido
ao baixo grau de condutividade térmica de seus materiais, elas podem chegar ao colapso devido
as mudanças de comportamento provocadas pelas chamas. Visto que o colapso pode ser
eminente foram criados estudos para entender como os elementos se comportam com essa
situação a fim de definir quanto tempo eles resistem sob a ação do fogo. Estes estudos serviram
como base para o desenvolvimento de normas técnicas que visam o dimensionamento ótimo de
elementos e também garantem a preservação da vida em caso de um colapso estrutural ser
inevitável.
Dado isto surge a necessidade de atribuir um olhar mais técnico com relação ao
desempenho das futuras construções. No Brasil existem normas técnicas específicas como a
NBR 14432:2001 que regulamenta as exigências de resistência ao fogo de elementos
construtivos de edificações e existe também normas características para cada tipo de estrutura,
como a NBR 15200:2012 que trata do projeto de estruturas de concreto armado em situação de
incêndio. Visto que a severidade de um incêndio pode causar danos tanto materiais como
humanos, torna-se irrefragável a importância de que sejam dimensionadas estruturas de forma
a resistir situações reais de incêndio.
Com o intuito de apresentar os principais critérios especificados nas normas brasileiras
com relação aos projetos de estruturas de concreto armado e seus respectivos materiais sob a
ótica de uma situação de incêndio será proposto o desenvolvimento de um projeto estrutural de
um edifício comercial e a verificação de seus elementos numa situação real de incêndio com o
auxílio do software TQS.
2. Métodos
Os elementos de concreto armado usufruem de uma norma brasileira própria, a NBR
15200:2012 que visa determinar as condições de dimensionamento de uma estrutura sob a ótica
de um incêndio, esta norma define parâmetros a serem adotados por meio de diversos métodos
amplamente utilizado por normas internacionais, como a Eurocode. Estes métodos visam
determinar dimensões mínimas a serem empregadas tais como 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). O tempo
requerido de resistência ao fogo (TRRF) deve ser determinado conforme a NBR 14432:2001 e
deve também ser estabelecido conforme o tipo da construção, ocupação, grupo de divisão, altura
de subsolo e altura da edificação. Para dimensionamento de vigas e lajes é utilizado o método
tabular, presente na norma, este método configura as dimensões mínimas dos elementos.
No dimensionamento de vigas a NBR 15200:2012 propõe que seja considerado que
apenas três lados da viga estão em contato direto com as chamas, sendo que as dimensões
mínimas para vigas contínuas, também chamadas de vigas de pórtico podem ser encontradas
no Quadro 1. O dimensionamento das lajes submetidas ao incêndio deve considerar a parte
inferior exposta ao fogo. A norma determina suas dimensões mínimas a fim de garantir sua
função de elemento corta-fogo conforme indica o Quadro 2. Para o dimensionamento de pilares
com mais de uma face sob ação das chamas deve ser utilizado o método analítico descrito pela
NBR 15200:2012 a fim de determinar o TRF (tempo de resistência ao fogo) para o elemento,
vale ressaltar que o TRF tem sempre que ser maior ou igual ao TRRF.

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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
Quadro 1: Dimensões mínimas para vigas continuas
Fonte: NBR 15200:2012
TRRF
min
h a
mm
c1
mm
Laje armada em duas direções b
Laje armada em
uma direção
ℓy / ℓx ≤ 1,5 1,5 < ℓy / ℓx ≤ 2 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
Quadro 2: Dimensões mínimas para lajes apoiadas
Fonte: NBR 15200:2012
Toda estrutura de concreto armado deve atender aos requisitos de dimensionamento e
analise segundo os parâmetros previstos na NBR 6118:2014. Esta norma considera que os
elementos estejam submetidos a uma temperatura ambiente próxima a 20°C. A fim de prever
os danos e as mudanças de comportamento estrutural é definido um incêndio-padrão dado pela
seguinte equação:
θg = θ0 + 345 log (8t + 1)
Onde t é o tempo, em minutos;
θ0 é a temperatura do ambiente antes do início do aquecimento, em graus Celsius (20 °C);
θg é a temperatura dos gases, em graus Celsius, no instante t.

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Uma vez consideradas as dimensões mínimas dos elementos estruturais submetidos as
chamas e a carga característica a qual lhes foi aplicada é possível realizar uma verificação
precisa. Para isso será utilizado como ferramenta de auxilio o software Tqs. Foi elaborada um
a edificação denominada aqui de Modelo 1 como demonstra a planta de forma na Figura 1. A
edificação possui 5 pavimentos, sendo Térreo, Tipo 1 e 2, Cobertura e Caixa d’água, e tem
ocupação comercial varejista.
Figura 1: Planta de Forma do pavimento tipo do Modelo 1
Fonte: Autores
O TRRF mínimo da edificação foi adotado segundo os parâmetros de classificação
devido ao uso, altura e grupo definidos pela NBR 14432:2001 nos Anexos A e B. A edificação
proposta se trata de um comércio de grande e médio porte por ser um prédio de lojas
enquadrando-o no grupo C (Comercial Varejista) e divisão C-2 (Comercial de grande e médio
portes). Com conhecimento destes dados e da altura do edifício extraída da Figura 2 é possível
calcular o TRRF mínimo, tendo sido obtido o valor de 60 minutos como demonstra a Figura 3.
Figura 2: Corte esquemático do Edifício
Fonte: Autores

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Figura 3: Determinação do TRRF mínimo com base nos dados do edifício
Fonte: Autores
Os critérios de concepção e dimensionamento seguiram as especificações da NBR
6118:2014, adotando a classe de agressividade II com uso concreto de fck= 25MPa e os
cobrimentos mínimos de 25 mm para a face inferior das lajes e 30 mm para as vigas e pilares.
Os carregamentos foram definidos segundo a NBR 6120:1980, sendo aplicado as cargas
provenientes da ocupação da edificação ser de uso comercial. Por se tratar de uma edificação
com baixa altura foi desconsiderado os efeitos provenientes das ações do vento.
3. Resultados
Após análise e dimensionamento do projeto foi verificado que alguns pilares não
passaram na verificação de incêndio com demonstra a Tabela 1. Apesar da relação TRF>TRRF
ter sido satisfeita como exige a norma, estes pilares tiveram um ganho considerável de
excentricidade devido as majorações de esforços pela ação das chamas. Além do mais o efeito
de expansão do material concreto influenciou de forma significativa o aumento dos eventuais
efeitos de segunda ordem. Todo este efeito combinado causou a estrutura um elevado
deslocamento e perca de estabilidade.
Foi então proposta uma nova concepção estrutural com intuito de garantir a segurança.
Para isso foram alteradas as dimensões da viga que tiveram suas alturas elevadas de 40 cm para
60 cm nos pavimentos Tipo e Cobertura, além da articulação de todas as vigas do pavimento
mezanino e das vigas V1 e V7 na ligação com o pilar P1, V2 na ligação com o Pilar P5 e V6 e
V9 na ligação com o Pilar P15 pertencentes ao pavimento cobertura. Foi também elevado o fck
do concreto para uma resistência mínima de 30 MPa com o intuito de minimizar os
deslocamentos. Novamente analisado e dimensionado o projeto passou em todos os requisitos
determinados pela NBR 15200:2012.

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Pavimento Lajes Vigas Pilares
Térreo - - -
Tipo - - -
Cobertura - - P1,P2,P5,P7,P8,P9,P13 e P15
Caixa d’água - - P3,P4,P7,P8
Tabela 1: Resultado de verificação de incêndio do modelo 1
Fonte: Autores
4. Discussão
O projeto de estruturas de concreto armado em situação de incêndio requer
conhecimentos refinados de análise e comportamento de estruturas e muitas vezes é deixado de
lado por ser considerado “complexo demais” para alguns engenheiros. Porém ele tem se tornado
cada vez mais discutido entre as comunidades acadêmica e profissional, visto que incêndios são
fatalidades que possuem grandes chances de ocorrerem. Segundo Silva, 2012 o objetivo das
regulamentações modernas de segurança contra incêndio é proteger a vida e evitar que os
incêndios, caso se iniciem, se propaguem para fora de um compartimento do edifício. A
implementação de uma concepção estrutural visando a segurança necessita ganhar mais espaço
nos próximos debates relacionados as construções feitas em concreto armado.
5. Conclusão
Após estudo das normas vigentes sobre a segurança em situações de incêndio de
edifícios de concreto armado e com dimensionamento pratico de um exemplo hipotético é
possível afirmar que há uma necessidade de aprofundamento nos estudos relacionados a área.
Garantir a segurança a vida e ao patrimônio é de estrema importância e deve ser considerado
deste a fase inicial de qualquer projeto, sendo responsabilidade do engenheiro se atentar ao
cumprimento das normas e a garantia dos requisitos que forem necessários para amortizar
possíveis danos.
O planejamento das estruturas de concreto deve levar em conta as possíveis situações
que a incidência de um incêndio pode lhe causar, podendo citar:
 Incremento de cargas
 Fadiga dos materiais
 Mudança no comportamento mecânico dos elementos
 Colapso total ou parcial da estrutura
Uma vez consideradas estas particularidades e aplicados os conceitos fornecidos pelas
normas pode-se alcançar níveis altíssimos de segurança mesmo em condições severas de
incêndio.

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6. Referencias
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6120: Cargas para o cálculo de
estruturas de edificações. Rio de Janeiro, 1980.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6118: projeto de estruturas de
concreto: procedimento. Rio de Janeiro, 2014.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15200: projeto de estruturas de
concreto em situação de incêndio. Rio de Janeiro, 2012.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 14432: exigências de resistência
ao fogo de elementos construtivos das edificações. Rio de Janeiro, 2001.
ANDRADE, Renata da Silva. Dimensionamento comparativo de um edifício em concreto
armado: ações normais x situação de incêndio. 2015.
COSTA, Carla Neves; SILVA, Valdir Pignatta. Estruturas de concreto armado em situação
de incêndio. XXX Jornadas Sul-Americanas de Engenharia Estrutural: Brasília, 2002.
SILVA, V. P. Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio: conforme ABNT
NBR 15200:2012. Ed. Blucher, 2012.