Resumo O setor da construção civil ainda discute a consequência da Norma de Desempenho nas edificações habitacionais. Segundo a ABNT NBR 15575 [1], os sistemas que compõem edificações residenciais necessitam atingir os requisitos mínimos de desempenho. Dentre os sistemas, o estrutural deve atender a uma Vida Útil de Projeto (VUP) mínima de 50 anos, ou intermediária ou superior, correspondendo à 63 e 75 anos, respectivamente. É debatido no setor o impacto e a viabilidade do incremento da VUP nas estruturas de concreto armado. Diante disso, esse artigo objetivou analisar uma mesma edificação em concreto armado projetada para as 3 VUPs contempladas pela ABNT NBR 15575 [1]. O estudo concentrou-se no consumo total de aço e concreto. Para cada nível de desempenho, variaram-se as condições de exposição da estrutura para o dimensionamento, com base nas 4 classes de agressividade ambiental (CAA) da ABNT NBR 6118 [3] e ABNT NBR 12655 [11], totalizando 12 situações. Verificou-se que o incremento do nível de desempenho aumenta o consumo dos materiais, sendo que os projetos elaborados para a CAA IV tiveram um consumo de 12,3% e 16,2% de aço e concreto superior para os níveis intermediário e superior de desempenho, respectivamente, comparando com o nível mínimo de desempenho.

Abstract The Brazilian construction industry still discusses the consequence of the Performance Standard on housing developments. According to ABNT NBR 15575 [1], the systems that compose residential buildings need to meet minimum performance requirements. Among the systems, the structural must reach a minimum Service Life (SL) of 50 years, or intermediate or higher that corresponds to 63 and 75 years, respectively. The industry also debates the impact and viability of increasing the SL of reinforced concrete structures. Therefore, this article aimed to analyze a single reinforced concrete building designed for the 3 SL specified by ABNT NBR 15575 [1]. The study focused on the total consumption of steel and concrete. The structure’s designed conditions of exposure were varied for each performance level, based on the 4 environmental exposure classes (EEC) of ABNT NBR 6118 [3] and ABNT NBR 12655 [11], totalizing 12 situations. It was noted that the increased performance level increases consumption of materials, and the designs made for EEC IV consumed 12.3% and 16.2% more steel and concrete at the intermediate and superior performance levels respectively, when compared to the minimum performance level.

Resumo No Brasil, as estruturas de concreto armado projetadas com base na NBR 6118 [1] devem ser verificadas em situação de incêndio pela NBR 15200 [2], a qual propõe diferentes métodos de verificação. No caso de vigas, tem-se como alternativa o método tabular e o simplificado, entre outros. O objetivo deste artigo foi realizar uma comparação entre ambos os métodos, por meio da aplicação de seus critérios em vigas isostáticas e hiperestáticas, de seção 20x50 cm, projetadas à temperatura ambiente pela NBR 6118 [1]. A distribuição de temperatura nas seções foi obtida por programa computacional. Os resultados apontaram que, no caso estudado, o método simplificado apresentou tempos de resistência ao fogo (TRF) superior em 75% dos casos, mas não superiores a 30 minutos em relação ao método tabular. O método simplificado permitiu otimizar resultados, apesar do maior tempo para o dimensionamento.

Abstract In Brazil, reinforced concrete structures designed based on NBR 6118 [1] must be assessed in fire conditions through NBR 15200 [2], which proposes multiple test methods. Concerning beams, this standard offers the tabular and simplified methods as possible choices. This study aimed to compare these two methods by applying their principles to isostatic and hyperstatic beams with section of 20x50 cm, designed at room temperature according to NBR 6118 [1]. The temperature distribution along sections was obtained by means of a software program. The results from this study indicated that the simplified method yielded higher fire-resistance ratings (FRR) in 75% of cases, although not surpassing the tabular method by 30 minutes. The simplified method allowed an optimization of the results, despite the longer design time.

Resumo Dentre os processos que envolvem a degradação das estruturas de concreto submetidas às elevadas temperaturas tem-se o fenômeno de desplacamento, amplamente conhecido como spalling. Seus mecanismos estão relacionados às tensões térmicas da dilatação dos materiais e às poropressões do processo de vaporização da água. Dentre os fatores que influenciam em sua ocorrência, destacam-se as propriedades do concreto, características do elemento estrutural e condições de exposição, sendo seus parâmetros ainda não conhecidos claramente. O presente artigo teve como objetivo avaliar a influência que três composições de concreto, quatro espessuras de cobrimento e dois diâmetros de barras da armadura longitudinal exercem no fenômeno de desplacamento em pilares de concreto armado pré-fabricados expostos à curva de aquecimento padrão ISO 834:2014. Para tanto, foram procedidas caracterizações das misturas através de ensaios de resistência à compressão axial, absorção de água por capilaridade e porosimetria por intrusão de mercúrio, além do ensaio de resistência a altas temperaturas em amostras em escala real. Foi possível concluir que o diâmetro da barra não exerce influência sobre o desplacamento, diferentemente da relação água / cimento e da espessura de cobrimento, para os materiais desta pesquisa. Constatou-se maior desplacamento ocorreu nos pilares com maior espessura de cobrimento, com resistência à compressão de 61,9 MPa, sendo que, apesar de concretos de elevada resistência possuírem menor permeabilidade, esta característica pode ser balanceada com maiores valores de resistência à tração.

Abstract Among the processes that involve the degradation of concrete structures subject to the high temperatures of a fire there is the spalling phenomenon. Its mechanisms are related to the thermal stress of the materials dilatations and pore pressure the process of vaporization of water during heating. The factors that influences in its occurrence are related to concrete properties, structural member characteristics or the exposure conditions, and their parameters are not clearly known yet. This paper aimed to study the influence of three concrete mixtures, four coating thicknesses and two bars diameters of longitudinal reinforcement in the spalling phenomena exposed to ISO 834 fire curve. The characterization of concrete were performed either of the axial compression strength tests, water absorption by capillary and mercury intrusion porosimetry, besides the fire resistance tests in real-scale specimens. It was concluded that the diameter of the bar does not have influence, while the mixture and the concrete cover thickness does. More spalling was recorded for the columns with thicker concrete cover and concrete compressive strength at 61,9 MPa, and although higher strength concrete have less permeability, this characteristic can be balanced with the higher tensile strength of this type of concrete.

RESUMO A exposição a altas temperaturas, como as de um incêndio, promove alterações físicas e químicas no concreto, provocando deterioração das propriedades mecânicas nas estruturas, fissuração e desplacamento. O presente trabalho consiste em uma revisão crítica das alterações microestruturais que incidem no concreto submetido a altas temperaturas. As transformações desenvolvidas na pasta de cimento hidratada, nos agregados e na zona de transição foram estudadas, bem como as técnicas experimentais de microanálise utilizadas em recentes pesquisas desenvolvidas na área. Por fim, uma análise crítica dos resultados de estudos experimentais apresentados pela literatura foi realizada. Verifica-se que as alterações da microestrutura estão relacionadas com as características constitutivas do concreto e com processo do aquecimento. Constata-se a potencialidade das técnicas microestruturais para as etapas de na inspeção e recuperação de estruturas incendiadas, entretanto verifica-se a necessidade de combinação de técnicas e o estabelecimento de métodos padronizados.

ABSTRACT The exposure of concrete to high temperatures, such as in a fire, leads to physical and chemical changes, which may cause deterioration of mechanical properties, cracking and spalling. This paper presents a critical review of microstructural changes in concrete exposed to high temperature. The transformations developed in the cement paste, aggregates and interfacial transition zone were studied, as well as the experimental techniques of microanalysis presented in recent related researches. Lastly, a critical analysis of experimental results from literature was performed. It was verified that microstructural changes are related to concrete properties and the heating process. The experimental techniques has a potential use for assessment of thermally damaged concrete, however, these techniques must be applied simultaneously and specific methods must be established.