Análise comparativa de dimensionamento de lajes maciças de concreto armado em situação de incêndio
Data
2025-08-18
Autores
Ansbach, Matheus Davies
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Resumo
O presente trabalho desenvolveu uma análise comparativa do dimensionamento de lajes maciças de concreto armado simplesmente apoiadas, sob condições normais e em situação de incêndio. O trabalho limitou-se a analisar o Estado Limite Último (ELU), não considerando o Estado Limite de Serviço (ELS). Para isso, empregou o método simplificado da NBR 15200 para diferentes Tempos Requeridos de Resistência ao Fogo (TRRF). Realizou-se, para o dimensionamento, uma simulação de Monte Carlo com 100.000 casos, utilizando parâmetros construtivos variáveis, com distribuição uniforme, como o vão, o carregamento permanente, o cobrimento e a resistência característica do concreto à compressão (fck). Verificou-se que, em comparação ao dimensionamento em condições normais, o método simplificado, em média, não resultou em aumento na quantidade de armadura para TRRFs inferiores a 120 minutos. Em particular, para TRRFs de até 60 minutos, menos de 10% dos casos não atenderam à verificação. Observou-se que, entre os valores adotados, o cobrimento não reduz significativamente o uso de armadura para TRRFs até 60 minutos; que o fck não possui influência nos resultados; e que a carga permanente apresenta pequena significância. Para tempos de 30 e 60 minutos de exposição ao incêndio, casos críticos, que demandam maior armadura em situação de incêndio, ocorreram predominantemente em lajes com vãos pequenos, entre 2 e 3 metros. Concluiu-se que, para o tipo de laje analisada e dentro dos parâmetros utilizados, a verificação da resistência ao incêndio pode ser desnecessária para TRRFs inferiores a 60 minutos em lajes com vãos superiores a 3 metros.
Abstract
The present study conducted a comparative analysis of the design of simply supported solid reinforced concrete slabs under normal conditions and fire situations. The study was limited to analyzing the Ultimate Limit State (ULS), without considering the Serviceability Limit State (SLS). For this purpose, the simplified method from NBR 15200 was employed for different Required Fire Resistance Times (FRR). A Monte Carlo simulation with 100,000 cases was performed for the design, using uniformly distributed variable construction parameters such as span, permanent load, concrete cover, and characteristic compressive strength of concrete (fck). It was found that, compared to design under normal conditions, the simplified method, on average, did not result in an increase in the amount of reinforcement for FRRs below 120 minutes. In particular, for FRR up to 60 minutes, less than 10% of cases failed the verification. It was observed that, within the adopted value ranges, the concrete cover does not significantly reduce reinforcement requirements for FRR up to 60 minutes; that fck has no influence on the results; and that the permanent load has low significance. For 30 and 60 minute fire exposures, critical cases requiring more reinforcement under fire conditions predominantly occurred in slabs with small spans, between 2 and 3 meters. It was concluded that, for the type of slab analyzed and within the parameters used, fire resistance verification may be unnecessary for TRRFs below 60 minutes in slabs with spans greater than 3 meters.
Descrição
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Instituto Latino-Americano de Tecnologia, Infraestrutura e Território da Universidade Federal da Integração Latino-Americana, como requisito parcial à obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil de Infraestrutura.
Palavras-chave
lajes de concreto armado, incêndios, concreto de alta resistência, dimensionamento estrutural