A NBR 15.200/2012 e os projetos de estruturas de concreto armado

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.

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