Dimensionamento ao fogo de secções de betão armado segundo a 2.ª geração do EC2

Calcula a distribuição de temperaturas, ajusta as propriedades dos materiais e utiliza o método avançado do Eurocódigo 2 para obter uma utilização realista, em vez de resultados conservativos de aprovado/reprovado. Isto permite dimensionamentos novos mais otimizados e ajuda os elementos existentes a verificar a segurança sem necessidade de reforço.

Como executar o dimensionamento ao fogo

O dimensionamento ao fogo só é calculado quando está ativado – seja assinalando a opção no assistente ao criar um projeto, seja ativando-o posteriormente nas Definições do projeto. Os projetos que não o necessitam não são afetados. Uma vez ativado, a aplicação adapta-se: surgem dados adicionais do elemento e definições adicionais do projeto, as secções passam a ter um novo separador Exposição ao fogo, os efeitos da ação dividem-se em dois grupos e o separador Verificação passa a incluir os resultados da análise térmica e um bloco dedicado de Dimensionamento ao fogo na Verificação global.

Dados de entrada

• Classe de resistência ao fogo – de R30 a R240, que determina a duração da análise.
• Curva de incêndio – as curvas nominais padrão, exterior e de hidrocarbonetos da EN 1991-1-2, bem como a curva padrão temperatura-tempo da ASTM E119.
• Humidade inicial do betão e temperatura do elemento – o estado do elemento antes do incêndio.
• Parâmetros de transferência de calor – coeficiente de convecção e emissividade do elemento e do incêndio, predefinidos para cada curva de incêndio, pelo que os valores por defeito já correspondem aos valores normativos.
• Lados expostos ao fogo – definidos por secção no novo separador Exposição ao fogo através de quatro opções simples (superior, inferior, esquerda, direita). Um algoritmo determina a que arestas da secção transversal isso corresponde, incluindo no caso de formas com cantos reentrantes, e as arestas expostas são desenhadas a vermelho na cena.

Efeitos da ação em situação de incêndio

Os esforços internos para a situação de incêndio não são os mesmos que para ULS e SLS, pelo que os efeitos da ação são divididos. Uma nova propriedade Tipo de combinação atribui cada efeito a ULS + SLS ou a Dimensionamento ao fogo, e a árvore agrupa-os em conformidade. A introdução em massa dos esforços internos de incêndio está disponível no grupo, da mesma forma que para os efeitos da ação ordinários.

Propriedades dos materiais

A secção transversal é discretizada em malha e o campo de temperaturas é calculado em incrementos de tempo até à classe de resistência exigida, utilizando definições de malha próprias, mais refinadas do que as da análise seccional. A partir da temperatura de cada elemento de betão e de cada varão de armadura individual, a aplicação deduz as propriedades reduzidas dos materiais – resistência do betão, tensão de cedência e tensão-limite de proporcionalidade da armadura, e módulo de elasticidade – utilizando os fatores de redução da EN 1992-1-2. As tabelas de fatores de redução fazem parte das Definições do projeto, separadamente para betão com agregados siliciosos e calcários e para armadura laminada a quente e endurecida a frio. Estão pré-preenchidas com os valores normativos e permanecem editáveis, com regras de ordenação e de intervalo aplicadas para que uma tabela editada mantenha sentido físico.

Tipos de resultados para o campo de temperaturas

• Temperatura – a distribuição de temperaturas na secção sob a forma de mapa de cores com a respetiva paleta.
• Fatores de redução – a mesma vista para a redução de resistência resultante, que é o que efetivamente condiciona a verificação.

Ambos são apresentados para um incremento de tempo selecionável, sendo o último apresentado por defeito. Ao lado da cena, a vista de dados lista a temperatura e os fatores de redução dos elementos de betão e, separadamente, de cada varão de armadura – para que o engenheiro possa ler o valor do varão específico que interessa.

Verificações normativas em situação de incêndio

A situação de dimensionamento ao fogo é verificada com os mesmos tipos de verificação que os utilizadores conhecem do dimensionamento habitual: Resumo, Resposta N-M-M, Corte, Torção e Interação. Os resultados surgem num bloco separado de Dimensionamento ao fogo da Verificação global, junto ao bloco ULS + SLS, de modo que ambas as situações fiquem visíveis lado a lado. O corte segue a abordagem específica que a norma exige para o fogo: a verificação é avaliada numa secção transversal reduzida, com a resistência do betão tomada a partir da temperatura de referência no centroide, e a resistência dos estribos a partir da temperatura de referência na secção a meia altura da alma – reconhecendo que um estribo atravessa zonas de temperaturas diferentes e uniformiza o calor ao longo do seu comprimento. 

Tal como no resto do Section, as tabelas de resultados detalhados são expansíveis para revelar as equações com os valores intermédios que lhes estão subjacentes, e tudo pode ser impresso no relatório.

Lançado na versão 26.1 do IDEA StatiCa.