Análise de confiabilidade de seções transversais de vigas simplesmente apoiadas de CA em situação de incêndio de acordo com normas brasileiras

Pires, Rodrigo Maffessoni; Gomes, Herbert Martins

doi:10.1590/S1983-41952024000400003

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ORIGINAL ARTICLE • Rev. IBRACON Estrut. Mater. 17 (4) • 2024 • https://doi.org/10.1590/S1983-41952024000400003 linkcopiar

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Análise de confiabilidade de seções transversais de vigas simplesmente apoiadas de CA em situação de incêndio de acordo com normas brasileiras

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Resumo

Resumo Este artigo tem como objetivo avaliar a confiabilidade de seções transversais de vigas de concreto armado (CA) simplesmente apoiadas em situação de incêndio, considerando a utilização do método simplificado proposto na norma brasileira NBR 15200 [1]. O impacto do cobrimento do concreto, a relação carga variável/carga total e a quantidade de faces aquecidas da viga foram levados em consideração nesta análise. Além disto, uma análise de sensibilidade é feita mostrando as variáveis aleatórias que apresentam maior impacto na confiabilidade. Ao final, concluiu-se que o número de faces aquecidas da viga é muito importante para a segurança dessas estruturas. Além disso, verifica-se que um maior cobrimento de concreto pode promover um aumento na confiabilidade e que uma maior proporção de carga variável em relação à carga total gera uma diminuição na probabilidade de falha. Em relação à análise de sensibilidade, a temperatura do incêndio e o cobrimento de concreto foram as variáveis de maior impacto observado.

Palavras-chave:
incêndio; confiabilidade; vigas de concreto armado

T (°C)	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100	1200
$k_{c, θ}$	1.00	1.00	0.95	0.85	0.75	0.60	0.45	0.30	0.15	0.08	0.04	0.01	0.00

T (°C)	20	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000	1100
$ϵ_{c u θ} (‰)$	2.00	2.25	2.50	2.75	3.00	3.25	3.50	3.75	4.00	4.25	4.50	4.75

T (°C)	$k_{s, θ}$			$k_{E s, θ}$
	Tension		Compression CA-50 or CA-60	CA-50	CA-60
	CA-50	CA-60	Compression CA-50 or CA-60	CA-50	CA-60
20	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
100	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
200	1.00	1.00	0.89	0.90	0.87
300	1.00	1.00	0.78	0.80	0.72
400	1.00	0.94	0.67	0.70	0.56
500	0.78	0.67	0.56	0.60	0.40
600	0.47	0.40	0.33	0.31	0.24
700	0.23	0.12	0.10	0.13	0.08
800	0.11	0.11	0.08	0.09	0.06
900	0.06	0.08	0.06	0.07	0.05
1000	0.04	0.05	0.04	0.04	0.03
1100	0.02	0.03	0.02	0.02	0.02
1200	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00

Random Variable	Distribution	Bias Factor	COV	Reference
Dead loads	Normal	1.00	0.10	Jovanović et al. [¹⁶]
Live loads	Gamma	0.20	0.95	Jovanović et al. [¹⁶]
Fire temperature	Normal	1.00	0.45	Eamon and Jensen [⁸]
Steel yield strength	Normal	1.145	0.05	Eamon and Jensen [⁸]
Steel modulus of elasticity	Lognormal	1.00	0.06	Hamutçuoglu and Scott [¹⁷]
Concrete cover	Beta [0;3c_nom]	1.06	0.26	Silva [¹⁸] and Van Coile et al. [¹⁹]
Lower rebar position ( $d$ )	Normal	0.99	0.04	Eamon and Jensen [⁸]
Concrete compressive strength	Normal	Equation 23	Equation 24	Santiago [²⁰]
Beam width	Normal	1.01	0.04	Eamon and Jensen [⁸]
Concrete thermal diff. coefficient	Normal	1.00	0.06	Eamon and Jensen [⁸]
Model uncert. Resistant Bend. Mom.	Normal	1.02	0.06	Eamon and Jensen [⁸]
Model uncert. Loading Bend. Mom.	Normal	1.00	0,05	Coelho [²¹]

Random Variable	Nominal Value
Dead load	12.5 kN/m
Live load	3 kN/m
Fire temperature*	1
Steel Yield strength	500 MPa
Steel Modulus of elasticity	210 GPa
Concrete cover	3 cm
Lower rebar position	36 cm
Concrete compressive strength of	25 MPa
Beam width	15 cm
Coefficient of thermal diffusivity of concrete	0.417×10^-6 m²/s
Model uncertainty of resistant bending moment ( $P$ )*	1
Model uncertainty of loading bending moment ( $Q$ )*	1

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