Lélio Caiado Abreu França Engenheiro Industrial Madeireiro leliocaf@gmail.com

1. COMPORTAMENTO DE ESTRUTURAS DE
CLT (Cross Laminated Timber) EM
SITUAÇÃO DE INCÊNDIO
LÉLIO CAIADO ABREU FRANÇA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

2. Introdução
 Edificações de madeira tem tido cada vez mais em
evidência pelo mundo, pelo impacto visual, vantagens
ambientais e por apresentarem grande desempenho.
 Nesse cenário estão presentes os PRODUTOS
ESTRUTURAIS INDUSTRIALIZADOS DE MADEIRA.
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3. Produtos Estruturais Industrializados de
Madeira.
 Glulam = Glued Laminated Timber
 CLT = Cross Laminated Timber
 LVL = Laminated Veneer Lumber
 PSL = Parallel Strand Lumber
 LSL = Laminated Strand Lumber
3
Fonte: Estim8 Co Ltd

4. CLT (Cross Laminated Timber)
 O que é CLT?
4

5. 5

6. Desempenho ao Fogo do CLT
 Porque a madeira queima, muitas pessoas assumem
erroneamente que edifícios de madeira se comportam
mal em incêndios.
 Membros de madeira de grandes dimensões tem a
capacidade inerente de proporcionar resistência ao
fogo, devido as propriedades únicas de carbonização
da madeira.
6

7. Resposta da Madeira ao Fogo
 Queima lentamente e forma uma
camada de carvão.
 A madeira não carbonizada
mantém resistência significativa.
 A madeira é dimensionalmente
estável sob condições de incêndio.
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8. Métodos padrão de testes para
resistência ao fogo do CLT
 Os métodos de ensaio são referenciado nos códigos de
construção:
 CAN / ULC S101
 ASTM E119
 ISO 834, etc
 A classificação de resistência ao fogo por tempo, é feita
por tempo (45 min, 1, 1,5, 2 horas).
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9. Métodos padrão de testes para
resistência ao fogo do CLT
 O que é resistência ao fogo??
 Capacidade de um material, produto ou conjunto para
confinar um incêndio ou de continuar a executar
função estrutural, ou ambos.
 Não é um teste "combustibilidade" (por exemplo, ASTM
E136), mas sim um teste de “desempenho ao fogo“.
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10. Métodos padrão de testes para
resistência ao fogo do CLT
 O que é classificação de resistência ao fogo??
 Uma medida do tempo decorrido durante o qual o
material, produto ou o módulo continua a apresentar
resistência ao fogo sob as condições de exposição
especificados.
 45-min. (¾ h), 60-min. (1 h), 120 min. (2 h).
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11. Função
Estrutural
Função de Separação
Resistência
Mecânica (R)
Integridade (E) Isolamento (I)
Partição /
Portas
 
Parede Suporte
de Carga
  
Piso / Teto   
Viga 
Coluna 
Vidros
Resistentes ao
Fogo

11
Critérios padronizados de avaliação do teste de
resistência ao fogo

12. Resistência Mecânica (R)
 Capacidade de um
conjunto estrutural ou de
componentes para as
cargas durante todo o
período de exposição ao
fogo.
12

13. Integridade (E)
 Capacidade de um
elemento de construção
de separação para limitar
a passagem das chamas
e dos gases quentes do
lado oposto.
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14. Isolamento (I)
 Capacidade de um elemento de
construção de separação para
limitar o aumento da temperatura
da face não exposta sob limites
específicos.
 • DT ≤ 140˚C (média) ou
 • DT ≤ 180˚C (máx. de quaisquer
pontos)
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15. Critérios de falha para testes de
resistência ao fogo padrão
 Falha de isolamento
 - O aumento da temperatura de 140°C média ou de 180°C em
qualquer ponto do lado não exposto.
 Falha de integridade
 - A passagem de chamas ou gases quentes o suficiente para
inflamar almofadas de algodão.
 Falha Estrutural
 - Incapacidade de manter a carga aplicada em algum momento
durante o teste.
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16. Forno de teste para módulos de
pisos
16

17. Carregamento no módulo de piso 17

18. Forno para módulos de paredes 18

19. Painel CLT 3 camadas expostos ao fogo
padrão por 1:15h.
19
Fonte: FPInnovations

20. CAN / ULC S101 – Exposição à
temperatura
20

21. Relatório de teste – ASTM E 119 - 11A 21

22. ASTM E 119 - 11A 22
Lado não exposto - início do testeLado exposto - módulo de parede CLT

23. ASTM E 119 - 11A 23
Lado não exposto – 2h de teste Em chamas no perímetro do módulo

24. ASTM E 119 - 11A 24
Encerramento do testeAumento das chamas no perímetro do módulo

25. ASTM E 119 - 11A 25
Lado exposto - fim do teste (retirada do forno) Lado exposto - Pós Teste

26. ASTM E119 – 11A 26

27. Conclusão do teste
 O corpo de prova de CLT resistiu aos efeitos da
exposição ao fogo de acordo com a norma ASTM E119
para um período de 3 horas, 5 minutos e 57 segundos
antes de falhar sob carga.
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28. Projeto de Estruturas para
Situações de Incêndio
 Dimensionamento ao fogo de estruturas de
madeira pretende assegurar:
 Segurança de vidas
 Segurança de propriedades
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29. Princípios da Segurança em
situações de incêndio.
 Evacuação segura dos ocupantes (impedir a propagação
do fogo e da fumaça do compartimento de incêndio).
 Evitar propagação do fogo fora do compartimento,
proporcionar segurança para os bombeiros e fornecer a
proteção da propriedade (integridade estrutural do
edifício).
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30. Códigos de Conformidade para
Projetos
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31. Códigos de Conformidade para
Projetos
 Redução da seção transversal
 Modelagem da condução de calor na estrutura
 Cargas de incêndio
 Coeficientes de segurança
 Redução das propriedades
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32. Redução da seção transversal
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33. Cálculo da resistência ao fogo do
CLT
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34. Cálculos de resistência ao fogo
 Método de seção transversal reduzida
- NDS 2005 e AWC TR10
- Eurocódigo 5 parte 1-2-projeto estrutural de fogo
 Vantagens
- Níveis de carga e o níveis de tensão específicos para a extensão
ou altura real de cada membro
- Eficiente, econômico e versátil.
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35. Fluxograma para verificação ao fogo -
EN 1995-1-2
35

36. Teste de fogo em escala natural, em
um edifício de CLT com 3 andares
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Detalhe da abertura da janela da sala de fogo (à esquerda) e carga de incêndio feito de
dois colchões e vários listrados de madeira (à direita)
Fonte: Andrea FRANGI et al., 2008
Densidade de carga total
de fogo = 790 MJ/m2

37. Teste de fogo em escala natural, em
um edifício de CLT com 3 andares
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Desenvolvimento do incêndio após cerca de 32 minutos (à esquerda) e após 40
minutos (à direita) após a ignição do fogo.
Fonte: Andrea FRANGI et al., 2008
Tsukuba (Japão), Março 6, 2007

38. 38

39. Temperaturas 39
Fonte: Andrea FRANGI et al., 2008

40. Resultados 40
Profundidade de carbonização medida na parede após o teste de fogo
Fonte: Andrea FRANGI et al., 2008

41. Exemplos de projetos 41

42. 42

43. CONCLUSÕES
 Conjuntos de CLT podem proporcionar excelente resistência
ao fogo.
 As metodologias de projetos disponíveis para a resistência ao
fogo do CLT são fornecidas nos manuais e normas de
construções atuais (CLT Handbook).
 As investigações estão em curso para aperfeiçoar os projetos
propostos.
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44. REFERÊNCIAS
 FRANGI, A., FONTANA, M.; JOBSTL, R. Experimental Analysis of
Crosslaminated Timber Panels in Fire. Fire Safety Journal, v. 44, p.
1078-1087, 2009.
 FRANGI, A., BOCHICCHIO, G., CECCOTTI, A.; LAURIOLA, M. Natural
Full-scale Fire Test on a 3 Storey XLam Timber Building. 10th World
Conference on Timber Engineering held in Miyazaki, Japan, June 2-
5, 2008.
44

45. 45

46. OBRIGADO!
PERGUNTAS?
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Lélio Caiado Abreu França
Engenheiro Industrial Madeireiro
leliocaf@gmail.com
Grupo Interdisciplinar de Estudos da Madeira (GIEM)
http://giem.ufsc.br/