Projeto de estruturas de concreto armado em situações de incêndio

Recentemente, tenho sido questionado por alguns calculistas da região, acerca dos critérios de dimensionamento de estruturas de concreto armado em situação de incêndio, sendo a maior dúvida acerca da utilização de lajes nervuradas.

Essa preocupação do meio técnico, iniciou-se em decorrência da publicação da NBR 15.575 em julho de 2013, conhecida como Norma de Desempenho. Apesar do foco no desempenho, essa normativa, cita e recomenda a aplicação de várias normas prescritivas, inclusive aquelas de dimensionamento de estruturas de concreto armado: a NBR 6118 e a NBR 15200. Apesar da publicação da NBR 15200/2012 – Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio ser anterior à publicação da NBR 15.575/2013 – e na verdade bem mais anterior, sendo a primeira versão dessa norma, publicada em 2004 – a sua utilização não era muito comum, e as estruturas de concreto armado eram projetadas, em grande parte, sem levar em consideração os critérios de resistência ao fogo.

Inclusive, estive no 4º CILASCI – Congresso Ibero-Latino-Americano sobre a Segurança Contra Incêndio realizado na cidade de Recife/PE, realizado pela UFPE, onde foram publicados diversos trabalhos tanto acerca de segurança e combate ao incêndio, como aqueles relativos a avaliação e análise de peças estruturais em situação de incêndio. No entanto, percebi pouca presença de engenheiros estruturais, assim como nenhuma publicação, acerca de dimensionamento de estruturas em situação de incêndio.

A NBR 15200/2012, disponibiliza aos projetistas, alguns métodos e critérios de dimensionamento. Esses métodos levam em consideração uma análise numérica ou empírica acerca do efeito do incêndio na estrutura específica. No entanto, por questões lógicas, o método amplamente utilizado pelos projetistas é o método tabular.

O método tabular adota o princípio do TRRF – Tempo Requerido de Resistência ao Fogo – implementado pela NBR 14.432/2001 – Exigências de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações – Procedimento, que cria critérios para a determinação desse TRRF baseando-se no tipo e finalidade de ocupação da edificação, em função do período teórico de fuga dos ocupantes (adotando o princípio de compartimentação, vide NBR 14.432). Abaixo, pode ser verificado a tabela A1 (Anexo A), com a definição do TRRF em função do tipo da ocupação (Vide trecho da tabela B.1) e da classe da edificação.

Por décadas os pesquisadores da área vêm tentando relacionar a curva de incêndio padrão (ASTM E119, 2000; ISO 834, 1990; ISO 834, 1990; BS 476, 1987) com as curvas de incêndio mais realísticas. No Brasil, essa busca iniciou na década de 90 e culminou com a publicação, em 2001 pelo Corpo de Bombeiros do Estado de São Paulo, de Instrução Técnica que implantava o conceito do Tempo Equivalente (que inicialmente não pode ser assim denominado diante de pequenas modificações realizadas ao modelo original).  Em 2012, a NBR 15200, assim como a NBR 14.323/2013 – Dimensionamento de estruturas de aço e de estruturas mistas aço-concreto de edifícios em situação de incêndio, adotou esse conceito e normalizou um modelo de cálculo do “Tempo Equivalente” (TE) que baseado em critérios mais reais e específicos das características de cada edificação (altura do pé-esquerdo do compartimento, área de projeção do compartimento, área vertical de ventilação do compartimento, carga de incêndio, medidas adotadas de segurança contra o incêndio, etc.), visava calcular um período de tempo mais realista que as edificações deveriam resistir ao fogo, e dessa forma corrigir o TRRF. Então, o TRRF tabelado, poderia ser reduzido em até 30min, caso o TE fosse inferior ao TRRF em mais de 30min.

Essa análise feita acima, teve o objetivo de determinar que a fôrma para lajes nervuradas – cubeta – padrão adotada comumente pelos projetistas da região 65cm x 65cm x 21cm c/aba de 3,5cm) não poderá mais ser adotada em estruturas cujas edificações possuam mais que 12m de altura entre o pavimento térreo e o piso do último pavimento utilizável, e subsolos inferiores a 10m em relação à cota do pavimento térreo, como pode ser visto analisando-se os dados das tabelas  A1 e B1 da NBR 14.432/2001 (acima)  e, das tabelas 9 e 10 da NBR 15200/2012 (abaixo).Obviamente, em situações onde o projetista da estrutura ou do sistema de combate ao incêndio desejar calcular o TE, e esse, for inferior ao TRRF em 30min ou mais, a altura da edificação poderá ser de até 23m.

Ora, a utilização de nervuras com 12cm ou até 16cm, além de capas de lajes com 10cm ou 12cm aumentaria sobremaneira o consumo de materiais e, consequente peso próprio das estruturas, sem necessariamente, obter algum benefício da nova inércia, já que na maioria dos casos, o vão das lajes nervuradas já era elevado.  E outro fato até de maior relevância, uma nervura com base de 12cm e altura da ordem de 30 cm sendo tratada como laje, poderia ocasionar um maior grau de ocorrência de manifestações patológicas (retração térmica elevada, tensões cisalhantes não previstas).

O que fazer então, voltar ao passado e conceber partidos estruturais com lajes maciças, mais vigas e mais pilares, com sérias repercussões executivas? Ou conceber lajes nervuradas com espessuras equivalentes da ordem 30cm? Na minha opinião, a resposta a essas perguntas está na utilização de um sistema estrutural que ficou relegado a segundo plano e que, por muito tempo, era apenas adotado em situações e estruturas especiais, quando não existia outra solução: a protensão.