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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Dimensionamento em situação de Incêndio de perfis em aço estruturais convencionais e aços resistentes a fogo
Authors: Guilherme Franco Bernardes
First Advisor: Francisco Carlos Rodrigues
First Co-advisor: Cicero Murta Diniz Starling
First Referee: Ricardo Hallal Fakury
Second Referee: Cicero Murta Diniz Starling
Third Referee: Pedro Colmar Gonçalves da Silva Vellasco
Abstract: Os aços utilizados na construção metálica perdem sua resistência e rigidez com a elevação da temperatura. Portanto, no caso da ocorrência de um incêndio, para que os elementos estruturais de um edifício em aço resistam às solicitações, pode ser necessária a aplicação de materiais isolantes térmicos de proteção contra incêndio nestes. Porém, a utilização de material isolante térmico pode onerar demasiadamente uma estrutura em aço, tornando algumas vezes a utilização desta inviável. No final da década de 80, foi desenvolvido primeiramente no Japão o aço resistente ao fogo. A principal característica deste material é a de manter a temperaturas elevadas uma maior resistência mecânica que os aços convencionais. Possuindo esta característica, o aço resistente ao fogo permite uma redução da necessidade de material de proteção contra incêndio e, em algumas aplicações, permite a sua eliminação. Recentemente, a USIMINAS desenvolveu dois aços resistentes ao fogo denominados de USI FIRE 300 e USI FIRE 350. Neste trabalho, é realizada através da análise de três edificações umacomparação entre o desempenho do aço resistente ao fogo USI FIRE 300 e dos aços convencionais USI SAC 250 e USI SAC 300. Foi considerado no dimensionamento destas um tempo requerido de resistência ao fogo de 30 ou 60 minutos e a aplicação isolada ou combinada de dois materiais de proteção contra incêndio (argamassaprojetada e tinta intumescente). O dimensionamento foi realizado segundo as normas NBR 8800 e NBR 14323. Além disso, foram também utilizadas as propriedades mecânicas dos referidos aços obtidas experimentalmente, tanto à temperatura ambiente quanto em situação de incêndio, ou as especificadas pelo fabricante e normas. Oobjetivo deste trabalho foi determinar as vantagens obtidas pela utilização do aço resistente ao fogo em termos de economia em consumo e custo com a aplicação de material de proteção contra incêndio. Para todas as situações analisadas, a utilização do aço resistente ao fogo permitiu uma redução considerável no consumo e custo com proteção. Para o ultimo, a economia em algumas situações foi de até 37%. Foi determinado o custo máximo da estrutura em aço resistente ao fogo que a tornasse economicamente viável quando comparada com uma estrutura em aço convencional. Dependendo da situação considerada, concluiu-se que o aço resistente ao fogo poderiaapresentar um custo de 2 a 23% superior ao do aço convencional.
Abstract: Steel elements used in construction lose much of their strength and stiffiness with the rise of the temperature. Therefore, in fire situations, in order to the structural elements of a steel building resist to a loading, the use of thermal insulating materials on these elements is needed. However, fire protection can turn steel buildings very costly or evennot viable economically. In the late 80s, in Japan, fire resistant steels were first to be developed. The essential particularity of these steels is to keep, at high temperatures, higher mechanical strength than other conventional steels used so far. With these characteristics, the fire resistant steel allow a reduction in the use of fire protection materials and, in some uses, it is not necessary to employ these materials. Recently, USIMINAS has developed two fire resistant steels, being them called USI FIRE 300 and USI FIRE 350. This work compares, by the analysis of three different steelbuildings, the performance between fire resistant steel USI FIRE 300 and two usual steels, being them USI SAC 250 and USI SAC 300. A fire resistance required time of 30 or 60 minutes was considered in the design as well as the application, isolated orcombined, of two fire protection materials (cementitious fireproofing and intumescent coat). The design was performed in accordance with the Brazilian codes NBR 14323 and NBR 8800. Besides, the mechanical properties of the referred steels used in the design were obtained experimentally, both at room and fire temperature, or specified bycodes or maker. This research aims to determine the economic gain of the use of fire resistant steels by the reduction in the consumption of the fire protection material. For all of the studied situations, fire resistant steel allowed a considerable reduction in the consumption and cost with protection. The cost with fire protection materials fell up to 37% in some situations. It was determined the maximum cost of the fire resistant steelstructure that turned out to be economically viable when compared with a conventional steel structure. Depending on the considered situation, it was concluded that the fire resistant steel could have a cost of 2 to 23% more than the conventional steel.
Subject: Engenharia de estruturas
Construção a prova de fogo
Aço de alta resistencia
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/FACO-5JVMT4
Issue Date: 29-Apr-2002
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