RESUMO Este artigo visa comparar diferentes sistemas de revestimento contrafogo aderidos a elementos de concreto armado, com um ano de idade e cobrimento de 1,5 cm, e avaliar o desempenho desses sistemas por inspeção visual e verificação da evolução das temperaturas internas após simulações de incêndio padrão sob a curva ISO 834, com uso de termopares, por um tempo de 120 minutos. Os resultados demonstraram correlações bem próximas às da literatura consagrada para revestimentos em argamassa base cimento, bem como outras particularidades sobre revestimentos em gesso e ainda a possibilidade do uso de tintas intumescentes como proteção passiva em elementos de concreto armado.

ABSTRACT This article aims to compare different fire-resistant coating systems to 1.5 cm cover and one-year-old reinforced concrete elements for evaluating the performance of these systems by visual inspection and verification of internal temperature evolution after standard fire simulations under the ISO 834 curve by using thermocouples for a time of 120 minutes. The results showed very close correlations with the literature for cement-based mortar coatings, as well as other particularities about plaster coatings and the possibility of using intumescent paints as passive protection in reinforced concrete elements.

RESUMEN El objetivo de este artículo es comparar diferentes sistemas de revestimiento resistentes al fuego aplicados a elementos de concreto armado de un año de edad y 1,5 cm de recubrimiento de concreto, y evaluar el desempeño de estos sistemas mediante inspección visual y verificación de la evolución de las temperaturas internas después de simulaciones de incendio bajo la curva ISO 834, utilizando termopares por 120 minutos. Los resultados mostraron correlaciones muy cercanas con la literatura para recubrimientos de mortero a base de cemento, así como particularidades sobre revestimientos de yeso y la posibilidad de utilizar pinturas intumescentes como protección pasiva en elementos de hormigón armado.

Resumo A seguir será apresentado um estudo sobre o uso do parâmetro γz em pórticos de concreto armado em situação de incêndio. Atualmente, não se têm resultados de investigação similar em estruturas de concreto, já que o tema não tem recebido atenção adequada. Em situação de incêndio muitas das ações horizontais deixam de ser consideradas na combinação excepcional de carregamento, restando apenas a ação horizontal decorrente das imperfeições geométricas globais. Obtidas as forças horizontais equivalentes a essas imperfeições, aplica-se o parâmetro citado. Uma das conclusões foi de que o parâmetro γz não se mostrou adequado em especial para edifícios mais elevados, indicando a necessidade de mais pesquisa sobre esse assunto. Ainda assim, empregando-se o γz, concluiu-se que incêndios que afetam andares inferiores são mais prejudiciais ao edifício e mais andares atingidos também levam a piores resultados.

Abstract Herein will be presented a study on the use of parameter γz for reinforced concrete frames in fire situation. Currently, there are no results of similar research for concrete structures, since the subject has not received the adequate attention. In fire situation, many of the horizontal actions are no longer considered in exceptional load combination, leaving only the horizontal action due to the global geometric imperfections. Once the equivalent horizontal forces to these imperfections are obtained, the parameter is applied. One of the conclusions was that the parameter γz is not adequate, in particularly for high buildings, indicating that more research is necessary. Even so, using γz for room temperature, we conclude that fires that affect lower floors are more damaging to the building and more floors under fire also lead to worse results.

Resumo Estudos anteriores do comportamento sob ação do incêndio de vigas mistas de aço e concreto, sem instabilidades locais (ditas compactas), considerando a rigidez à flexão nos apoios fornecida pela armadura negativa longitudinal à viga (semicontinuidade), mostraram que não é possível justificar a ausência de revestimento contra fogo para tempos requeridos de resistência ao fogo (TRRF) de 30 minutos utilizando métodos normatizados. O objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade dessa proposta para tempos inferiores, que, embora raros, podem ocorrer com o uso do método do tempo equivalente.

Abstract Previous studies of the behavior under fire conditions of composite steel and concrete beams, not subjected to local buckling (compact steel profile), showed that it’s not possible to justify, by design code methods, the absence of fire coating for 30 minutes standard-fire resistance requirement, even when considering the support rotational stiffness provided by the upper longitudinal slab reinforcement (semi-continuity). The purpose of this work is to verify the viability of this proposal for lower standard-fire resistance time, which, although rare, may occur with the use of the equivalent time method.

Resumo Estudou-se o comportamento sob ação do incêndio de vigas mistas de aço e concreto, sem instabilidades locais (ditas compactas), considerando a rigidez à flexão nos apoios fornecida pela armadura negativa longitudinal à viga, usualmente presente por meio de malhas antifissuração, e restrição da mesa inferior do perfil de aço, procedimento adicional necessário para desenvolvimento do momento fletor resistente no apoio. Geralmente as vigas mistas são dimensionadas à temperatura ambiente como biapoiadas e a semicontinuidade proporcionada por essa armadura longitudinal, se considerada em situação de incêndio, pode conduzir a uma solução de menor custo para proteção contra fogo das vigas mistas. O objetivo deste trabalho é verificar a viabilidade dessa proposta, usando métodos normativos simplificados.

Abstract The behavior under fire conditions of composite steel and concrete beams, not subjected to local buckling (compact steel profile), was studied considering the support rotational stiffness provided by the upper longitudinal slab reinforcement, usually present by means of anti-cracking meshes, and restriction of the steel profile’s lower flange, additional procedure required for development of the support bending moment resistance. Usually composite beams at room temperature are designed as simply supported and the semi-rigidity provided by this longitudinal reinforcement, if considered under fire conditions, may lead to a lower cost solution for fire protection of composite beams. The purpose of this study is to verify the viability of this proposal, using simplified design code methods.

Resumo Curvas envoltórias correspondentes ao estado - limite último de pilares curtos de concreto armado em situação de incêndio serão apresentadas neste artigo. Os autores criaram um código desenvolvido no programa Matlab. Esse código realiza uma discretização da seção transversal dos pilares e o cálculo numérico das integrais de equilíbrio. As curvas foram representadas graficamente com o código considerando o método da isoterma de 500 °C.

Abstract Ultimate limit state curves of short reinforced concrete columns in fire situation are going to be presented in this paper. The authors created a code developed in Matlab. It makes a discretization of the cross sections of the columns and calculates the equilibrium integrals of them. The curves were plotted with the code considering the 500 °C isotherm method.

Resumo Sustentabilidade tem sido, na atualidade, um termo com crescente utilização no segmento da cerâmica vermelha ou estrutural brasileira, setor em que abordagens como a produção mais limpa (P+L) podem vir a contribuir, uma vez que suas técnicas visam prevenir a geração de desperdícios e de resíduos ao longo do ciclo de vida de produtos e processos. Nessa perspectiva, este estudo buscou analisar a literatura acerca dos temas produção mais limpa, sustentabilidade e cerâmica vermelha, almejando contribuir por meio de elementos teórico-práticos para o aprimoramento sustentável da produção desse ramo fabril. Além disso, objetivou desvendar lacunas e desafios para futuros estudos que envolvam as temáticas citadas. A metodologia foi fundamentada em dados bibliográficos, documentais e de sítios eletrônicos (nacionais e estrangeiros). Para tanto, foi realizada uma pesquisa bibliográfica de artigos científicos no Portal de Periódicos da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), em que foram selecionados e analisados 23 artigos em um período de cinco anos, a fim de identificar e classificar as técnicas de P+L propostas e, por fim, discutir suas contribuições para a sustentabilidade do setor. Os resultados apontaram que houve vários avanços, mas que ainda restam hiatos e desafios relevantes a serem superados.

Abstract Sustainability has been a term with increasing use in the Brazilian segment of the red or structural ceramic, sector where approaches such as cleaner production (CP) could contribute, since their techniques aim to prevent waste and residue generation along the life cycle of products and processes. In this perspective, this study analyzed the literature about the cleaner production, sustainability and red ceramics, aiming to contribute by theoretical and practical elements for the sustainable improvement of the production of this industrial branch. In addition, it was aimed to search uncover gaps and challenges for future studies involving the above themes. The methodology was based on bibliographic data, documents and electronic sites (Brazilian and foreign). For this, after making a literature survey of scientific articles in the site “Portal de Periódicos” from Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES), 23 articles were selected and analyzed over a period of five years, in order to identify and classify technical CP proposals and finally discuss their contributions to the industry’s sustainability. The results showed that there were many advances, but relevant gaps and challenges remain to be overcome.

Resumo A ABNT NBR 15200:2012 detalha um procedimento para a redução do tempo requerido de resistência ao fogo de edificações com boas características de segurança contra incêndio. Ele recebe o nome de método do tempo equivalente. Esse nome pode confundir os menos afeitos à área de segurança contra incêndio, pois o procedimento brasileiro não é equivalente ao MTE original, europeu. O objetivo deste artigo é discorrer sobre o MTE, detalhar as origens do método brasileiro e apresentar suas limitações não explícitas na norma brasileira. Apresentam-se alguns aspectos desconhecidos da maioria dos pesquisadores ou do meio técnico. Destaca-se a revisão bibliográfica apresentada ao longo do texto, para auxiliar a compreensão de um tema aparentemente simples, porém que incorpora diversos conceitos sobre segurança contra incêndio, nem sempre compreendidos pelos usuários.

Abstract The Brazilian standard ABNT NBR 15200: 2012 details a procedure for decreasing the required time of fire resistance in buildings with good fire safety characteristics. It called equivalent time method. This name can confuse the less habituated to the fire safety area, because the Brazilian procedure is not equal to the original equivalent time method, European. The purpose of this paper is to discuss the equivalent time method, to detail the origins of the Brazilian method and present their limitations no explicit in the Brazilian standard. Some unknown aspects of most researchers or technical means are presented. It should be highlighted the abundant bibliography presented to aid the understanding of a seemingly simple issue, but it incorporates many concepts of fire safety, not always understood by the users.

RESUMO Em muitas situações correntes, as Instruções Técnicas dos Corpos de Bombeiros e as normas brasileiras dispensam a verificação das estruturas de coberturas em situação de incêndio, desde que seu colapso não prejudique a estabilidade dos pilares e dos fechamentos. Em incêndio, a cobertura de aço de um edifício industrial deforma-se pelo aquecimento, em uma geometria semelhante a uma catenária, provocando forças horizontais nas extremidades superiores dos pilares. Assim, mesmo coberturas simplesmente apoiadas que não compõem um pórtico com os pilares de fechamento poderão leva-los ao colapso, portanto, deveriam ser revestidas contra fogo. Devido às pequenas dimensões dos elementos estruturais da cobertura, o revestimento contra fogo é economicamente inviável, criando dessa forma um problema na prática de projeto. Este trabalho apresenta um procedimento com base em literatura britânica, em que se consideram os esforços horizontais nos pilares, que devem ser resistidos por eles e pelas fundações. O objetivo deste trabalho será detalhar esse procedimento, adaptá-lo às normas brasileiras e aplicá-lo a um estudo de caso.

ABSTRACT In many situations, the Brazilian Legislation does not require verifying roof structures in a fire, since their failure will not endanger the stability of the structure. In fire, the steel roof of an industrial building deforms by heating in geometry similar to a catenary, resulting in horizontal forces in the upper extremities of the columns. Thus, even roofs that do not constitute a frame with the columns may lead them to collapse, and should therefore be protected against fire. Due to the small dimensions of the structural elements of the roof, fire coating is uneconomical. There is thus a problem in the design practice. A procedure based on the British literature in which horizontal load is considered in the columns is presented in this paper. Columns and foundations must support that load. That load should be determined and the columns should be checked for fire situation. The aim of this paper is to detail this procedure, adapt it to Brazilian standards and apply it to a case study.

Os materiais utilizados na construção civil, tais como o concreto armado, aço, madeira e alumínio, sofrem degradação de suas propriedades mecânicas quando aquecidos. Em situação de incêndio, as estruturas são submetidas a elevadas temperaturas e, consequentemente, os elementos estruturais perdem sua capacidade portante. As normas brasileira e europeia apresentam algumas dimensões mínimas para os elementos estruturais apresentarem capacidade resistente adequada em situação de incêndio. Porém, diversas verificações estruturais não são contempladas nos métodos apresentados pelas normas. Nessas situações, é necessário o conhecimento da distribuição de temperaturas no interior do elemento estrutural em função do tempo de exposição ao incêndio. O objetivo deste artigo é apresentar um programa de computador desenvolvido pelos autores denominado de ATERM. O programa efetua a análise térmica de estruturas bidimensionais em regime transiente por meio do método dos elementos finitos. A estrutura pode ser constituída de qualquer material e o aquecimento é fornecido por meio de uma curva de temperaturas em função do tempo. A entrada de dados e visualização dos resultados é realizada por meio do programa GiD. Diversos resultados foram comparados ao programa Super Tempcalc e ao programa ANSYS. Ao final do artigo são extraídas algumas conclusões e recomendações sobre a análise térmica de estruturas em situação de incêndio

The structural materials, as reinforced concrete, steel, wood and aluminum, when heated have their mechanical proprieties degraded. In fire, the structures are subject to elevated temperatures and consequently the load capacity of the structural elements is reduced. The Brazilian and European standards show the minimal dimensions for the structural elements had an adequate bearing capacity in fire. However, several structural checks are not contemplated in methods provided by the standards. In these situations, the knowledge of the temperature distributions inside of structural elements as function of time of exposition is required. The aim of this paper is present software developed by the authors called ATERM. The software performs the thermal transient analysis of two-dimensional structures. The structure may be formed of any material and heating is provided by means of a curve of temperature versus time. The data input and the visualization of the results is performed thought the GiD software. Several examples are compared with software Super TempCalc and ANSYS. Some conclusions and recommendations about the thermal analysis are presented

As normas brasileiras de estruturas em situação de incêndio fornecem dimensões mínimas para as lajes nervuradas para assegurar as funções corta fogo e de estabilidade estrutural. Porém, uma nova laje mista nervurada lançada no mercado brasileiro não é coberta por qualquerdas normas brasileiras para a situação de incêndio. O objetivo deste trabalho é apresentar resultados inéditos, frutos de análises numéricastérmicas e estruturais para esse tipo de laje. Foram estudadas lajes com preenchimento de bloco de concreto celular, lajota cerâmica e EPSsuportado por placa cimentícia. O sistema construtivo é considerado como isolante térmico se possuir a capacidade de impedir a ocorrência,na face que não está exposta ao incêndio, de incrementos de temperatura maiores que 140 ºC na média dos pontos de medida ou maioresque 180 ºC em qualquer ponto de medida. A função estrutural foi determinada admitindo a limitação da temperatura das armaduras de vigas elajes em 500 ºC. As análises foram realizadas com auxílio dos programas ATERM e Super Tempcalc, programas computacionais para análisetérmica bidimensional de transferência de calor, por meio do método dos elementos finitos. Como resultado, serão apresentadas tabelas quecorrelacionarão o TRRF (tempo requerido de resistência ao fogo) às dimensões da laje e posição das armaduras. Antes do uso em projeto,esses resultados deverão ser confirmados por análise experimental.

The Brazilian standards of structures in fire prescribe minimum dimensions for the ribbed slabs to ensure fire resistance. However, a new composite ribbed slab is not covered by any of the Brazilian standards in fire. The objective of this work is to present unpublished results from numerical and thermal analyses for this type of slab. Ribbed slabs filled with cell concrete blocks, ceramic bricks and EPS supported by cimentitious board were studied. The constructive element is considerate as thermal insulation if it has the capacity to prevent the occurrence, on the face non exposed to fire, temperature increments greater than 140 ºC on the average or greater than 180 ºC at any point. The support function was determined limiting the temperature of the beams and slabs rebars to 500 ºC. The analyses were carried out with the ATERM and Super Tempcalc, software for two-dimensional thermal analysis by means of the finite element method. As a result, tables will be presented that link the fire resistance required time to slab dimensions and position of rebar. Prior to use in designing these results must be confirmed by experimental analysis, which is already being provided.

O método mais expedito para o dimensionamento de vigas de concreto em situação de incêndio é o método tabular, apresentado na ABNT NBR 15200 [1]. Apesar de simples, esse método restringe o trabalho do engenheiro, uma vez que o impede de buscar soluções alternativas aos poucos valores tabelados. Contudo, a norma brasileira permite empregar métodos mais avançados. Sendo assim, o objetivo deste trabalho consistiu em realizar uma análise térmica e estrutural de vigas com diversas larguras, alturas, cobrimentos, diâmetros e disposições de armaduras (inferiores e superiores). A partir dos resultados, foram construídos gráficos que associam a relação entre o momento fletor solicitante em incêndio e o momento fletor resistente à temperatura ambiente, ao tempo de resistência ao fogo de cada situação. Esses gráficos permitem também levar em conta a redistribuição de momentos, do positivo ao negativo, o que conduzirá à economia na solução encontrada.

The most expeditious method for the design of concrete beams under fire situation is the tabular method, presented by the Brazilian standard ABNT NBR 15200:2012. Albeit simple, this method constrains the engineer's work, as it prevents him to seek alternative solutions to the few tabulated values. Yet, the Brazilian standard allows employing more advanced methods. Hence, the purpose of this work was to perform a thermal and structural analysis of beams with several widths, heights, covers and diameters/layouts of steel reinforcement (upper and lower). From those results, graphs were constructed, associating the ratio between the applied bending moment in fire over the resistance bending moment at ambient temperature, for the fire resisting time of each situation. These graphs also allow taking into account the redistribution of moments from positive to negative, which will lead to savings in the solution found.

A crescente demanda por conhecimento sobre a ação de altas temperaturas nas estruturas vem impulsionando pesquisas em todo o mundo. Este artigo tem por objetivo apresentar resultados experimentais de pilares mistos curtos de aço e concreto submetidos a altas temperaturas em fornos, com e sem ação de carregamento de compressão centrada, assim como analisar numericamente a distribuição da temperatura nesses pilares, nos tempos de 30 e 60 minutos e compará-los aos resultados experimentais. Os modelos adotados são tubos preenchidos com concreto, com três espessuras e dois diâmetros diferentes para os tubos, e o concreto de preenchimento com propriedades convencionais que se mantiveram constantes para todos os modelos. O comportamento força - deformação dos pilares mistos foi alterado após exposição à altas temperaturas em relação aos mesmos pilares em temperatura ambiente, sendo mais evidente nos ensaios de 60 minutos, os quais atingiram temperaturas mais elevadas. Na análise numérica adotaram-se curvas de elevação de temperatura que foram obtidas experimentalmente.

The growing demand for knowledge about the effect of high temperatures on structures has stimulated increasing research worldwide. This article presents experimental results for short composite steel and concrete columns subjected to high temperatures in ovens with or without an axial compression load, numerically analyzes the temperature distribution in these columns after 30 and 60 minutes and compares them with experimental results. The models consist of concrete-filled tubes of three different thicknesses and two different diameters, and the concrete fill has conventional properties that remained constant for all of the models. The stress-strain behavior of the composite columns was altered after exposure to high temperatures relative to the same columns at room temperature, which was most evident in the 60-minute tests due to the higher temperatures reached. The computational analysis adopted temperature rise curves that were obtained experimentally.

A norma brasileira ABNT NBR 15200 está em fase de revisão. Algumas omissões sobre o dimensionamento de vigas, na versão de 2004 da norma, serão incluídas agora. Possibilidade de redução do c1 em casos em que haja reserva de segurança, dimensionamento distinto para laje nervurada unidirecional e aumento de c1 lateral em algumas situações são os casos de interesse neste trabalho. O Eurocode fornece recomendações a respeito desses itens, no entanto, não são consideradas adequadas aos costumes brasileiros de projeto. O objetivo deste trabalho é, por meio de análise térmica ou estrutural de vigas de concreto armado, propor alternativas às recomendações do Eurocode, visando normatizá-las, já nesta fase de revisão da norma brasileira.

The Brazilian standard ABNT NBR 15200 is in revision. Some omissions on the design of beams in the 2004 version of the standard will be included now. Possibility of reduction of c1 in situations of safety reserves, different design for unidirectional ribbed slab and lateral increase in c1 in some cases are the cases of interest in this work. The Eurocode provides recommendations on these items, however, they are not considered adequate to Brazilian design. The objective of this article is to perform thermal or structural analyzes of reinforced concrete beams and propose alternatives to the recommendations of Eurocode in order to standardize them at this stage of revision of the Brazilian standard.

Neste trabalho é discutida a influência da condição de vinculação de extremidade de vigas mistas de aço e concreto, sobre alvenaria, em situação de incêndio. O perfil de aço da viga é formado a frio, com seção transversal do tipo caixão. São consideradas situações de engastamento e rótula ideal para as extremidades da viga de interesse, em modelos numéricos elaborados por meio do código computacional ANSYS. Inicialmente, são realizadas análises numéricas de caráter térmico para a determinação do campo de temperaturas no perfil de aço e na laje, quando submetidos ao incêndio-padrão ISO 834. Em seguida, efetua-se o acoplamento termoestrutural para avaliação do desempenho do elemento em tempera- turas elevadas. Por fim, são apresentadas comparações de interesse entre situações de extremidades da viga considerando-as engastadas e rotuladas, bem como são determinados os redutores do esforço resistente em resposta ao tempo de exposição ao fogo.

In this paper is discussed the influence of the end conditions in composite cold-formed steel box section and concrete over masonry in fire situ- ation. The software ANSYS was used for numerical simulation of the composite beam. The end conditions are considered as fixed or pinned and axial restrained at the ends. Initially, numerical thermal analysis to determine the field of temperatures in the steel profile and the slab under ISO-fire are carried out. The heat flux between steel, concrete slab and masonry are considered. The structural analysis is carried through for evaluating the performance of the composite beam in fire. Both geometric and materials nonlinearities, as well as the variation of the stress-strain diagram of the materials in function of the temperature are considered. Finally, comparisons between the behavior of beams with fixed ends and pinned ends are shown as well as the reduction factors with the time of exposition to the fire are determined.

A ABNT NBR 15200:2004 "Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio" apresenta um método tabular de dimensionamento de pilares em situação de incêndio. O método associa o nível do carregamento e as dimensões mínimas da seção transversal e da posição da armadura na seção, ao tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF). Neste trabalho, é apresentada a base teórica que permitiu a construção dessas tabelas e um estudo para contribuir com a futura revisão da NBR 15200. Um dimensionamento estrutural mais otimizado, mais preciso e econômico, se comparado ao método tabular da norma brasileira, pode ser obtido com o uso de métodos alternativos.

The Brazilian standard ABNT NBR 15200:2004 - Fire design of concrete structures gives a tabular method to the fire design of concrete columns, which associates the load level and the minimal dimensions of the cross-section and the place of the reinforcement centroid to the required time of fire resistance. This paper presents the theory of those tables and a study as a contribution to a future review of NBR 15200. A structural design more optimized, more correct and economic than the tabular method given by the Brazilian standard can be attained using alternative methods.