Variação da capacidade resistente de vigas de madeira em situação de incêndio

Thiago Damasceno Silva

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Tarniê Vilela Nunes Narques

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

João Paulo Boff Almeida

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

André Luis Christoforo

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Resumo

Neste trabalho foi analisada a variação dos esforços resistentes de vigas de madeira em situação de incêndio. Foram verificadas vigas de madeira folhosa com seção transversal retangular, divididas em dois grupos, sendo o primeiro constituído por vigas de madeira serrada e o segundo, por vigas de madeira laminada colada (MLC). Para efeito de comparação, variou-se a resistência à compressão paralela às fibras da madeira folhosa, considerando, ao todo, quatro classes de resistência: D30, D40, D50 e D60. Em todos os casos foi considerada a taxa de carbonização de 0,55 mm/min, associada a madeiras de média e alta densidade, segundo as normas técnicas de dimensionamento. Além disso, nenhuma proteção térmica foi adotada. Observou-se que o tempo máximo de resistência ao fogo foi de 40 minutos para as vigas de madeira serrada e de 120 minutos para as vigas de MLC. A variação dos esforços resistentes em função do tempo foi aproximadamente linear para a força cortante, enquanto o momento fletor apresentou variação ligeiramente não linear. A variação da classe de resistência da madeira promoveu diferenças proporcionais nos esforços resistentes.

Palavras-chave


Esforços resistentes; Estruturas de madeira; Situação de incêndio; Vigas


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Referências


ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira. Rio de Janeiro: ABNT, 1997.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 7190: Projeto de estruturas de madeira (Projeto de Revisão). Rio de Janeiro: ABNT, 2011.

ALMEIDA, J. P. B.; COUTO, N. G.; AQUINO, V. B. M.; WOLENSKI, A. R. V.; PEIXOTO, R. G.; CHRISTOFORO, A. L.; LAHR, F. A. R. Relações entre propriedades de rigidez para distintas solicitações mecânicas visando projetos de estruturas de madeira. Ambiente Construído, v. 20, n. 2, p. 25-35, 2020. DOI: 10.1590/s1678-86212020000200385. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ac/a/YH6JFjkTzjZG8q64LzHhygK/. Acesso em: 21 set. 2021.

ARAUJO, V. A.; CORTEZ-BARBOSA, J.; GAVA, M.; GARCIA, J. N.; SOUZA, A. J. D.; SAVI, A. F.; MORALES, E. A. M.; MOLINA, J. C.; VASCONCELOS, J. S.; CHRISTOFORO, A. L.; LAHR, F. A. R. Classification of wooden housing building systems. BioResources, v. 11, n. 3, p. 7889-7901, 2016. DOI: 10.15376/biores.11.3.dearaujo. Disponível em: https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/classification-of-wooden-housing-building-systems/. Acesso em: 23 set. 2021.

ARAUJO, V. A.; VASCONCELOS, J. S.; MORALES, E. A. M.; SAVI, A. F.; HINDMAN, D. P.; O’BRIEN, M. J.; NEGRÃO, J. H. J. O.; CHRISTOFORO, A. L.; LAHR, F. A. R.; CORTEZ-BARBOSA, J.; GAVA, M.; GARCIA, J. N. Difficulties of wooden housing production sector in Brazil. Wood Material Science & Engineering, v. 15, n. 2, p. 87-96, 2020. DOI: 10.1080/17480272.2018.1484513. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17480272.2018.1484513. Acesso em: 27 set. 2021.

AS – AUSTRALIAN STANDARD. AS 1720.4: Timber Structures – Part 4: Fire resistance for structural adequacy of timber members. Homebush: Australian Standard, 1990.

BEECH, E.; RIVERS, M.; OLDFIELD, S.; SMITH, P. P. GlobalTreeSearch: the first complete global database of tree species and country distributions. Journal of Sustainable Foresty, v. 36, n. 5, p. 454-489, 2017. DOI: 10.1080/10549811.2017.1310049. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10549811.2017.1310049. Acesso em: 26 set. 2021.

CALIL JÚNIOR, C.; DIAS, A. A. Utilização da madeira em construções rurais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 1, n. 1, p. 71-77, 1997. DOI: 10.15376/biores.13.2.3377-3385. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-43661997000100071&lng=en&nrm=iso&tlng=pt. Acesso em: 27 set. 2021. DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v1n1p71-77.

CEN – EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION. EN 1995-1: Eurocode 5: Design of timber structures – Part 1-2: General – Structural fire design. Brussels: CEN, 2004.

CHRISTOFORO, A. L.; BLECHA, K. A.; CARVALHO, A. L. C.; REZENDE, L. F. S.; LAHR, F. A. R. Characterization of tropical wood species for use in civil constructions. Journal of Civil Engineering Research, v. 3, n. 3, p. 98-103, 2013. DOI: 10.5923/j.jce.20130303.02. Disponível em: http://article.sapub.org/10.5923.j.jce.20130303.02.html. Acesso em: 23 set. 2021.

FIGUEROA, M. J. M.; MORAES, P. D. Comportamento da madeira a temperaturas elevadas. Ambiente Construído, v. 9, n. 4, p. 158-174, 2009. Disponível em: https://seer.ufrgs.br/ambienteconstruido/article/view/9547. Acesso em: 23 set. 2021.

HUBER, J. A. J.; EKEVAD, M.; GIRHAMMAR, U. A.; BERG, S. Structural robustness and timber buildings – a review. Wood Material Science & Engineering, v. 14, n. 2, p. 107-128, 2019. DOI: 10.1080/17480272.2018.1446052. Disponível em: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/17480272.2018.1446052. Acesso em: 23 set. 2021.

ISO – INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. ISO 834-1: Fire resistance tests – Elements of building construction – Part 1: General requirements. Geneva: ISO, 1999.

JIANG, J.; LI, J.; GAO, Q. Effect of flame retardant treatment on dimensional stability and thermal degradation of wood. Construction and Building Materials, v. 75, n. 30, p. 74-81, 2015. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.10.037. Disponível em: https://www.cabdirect.org/cabdirect/abstract/20153169065. Acesso em: 25 set. 2021.

LIMA JUNIOR, M. P.; BIAZZON, J. C.; ARAUJO, V. A.; MUNIS, R. A.; MARTINS, J. C.; CORTEZ-BARBOSA, J.; GAVA, M.; VALARELLI, I. D.; MORALES, E. A. M. Mechanical Properties Evaluation of Eucalyptus grandis Wood at Three Different Heights by Impulse Excitation Technique (IET). BioResources, v. 13, n. 2, p. 3377-3385, 2018. Disponível em: https://bioresources.cnr.ncsu.edu/resources/mechanical-properties-evaluation-of-eucalyptus-grandis-wood-at-three-different-heights-by-impulse-excitation-technique-iet/. Acesso em: 23 set. 2021.

MARTINS, G. C. A. Análise numérica e experimental de vigas de madeira laminada colada em situação de incêndio. Tese (Doutorado em Engenharia de Estruturas) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2016.

MOLINA, J. C.; CALIL JUNIOR, C.; KIMURA, E. F. A.; PINTO, E. M.; REGOBELLO, R. Análise numérica do comportamento de elementos de madeira em situação de incêndio. Floresta e Ambiente, v. 19, n. 2, p. 162-170, 2012. DOI: 10.4322/floram.2012.019. Disponível em: https://floram.org/doi/10.4322/floram.2012.019. Acesso em: 24 set. 2021.

NI, Z. P.; QIU, P. F. Experimental study on fire resistance performance of glulam beams. Applied Mechanics and Materials, v. 193-194, n. 1, p. 539-543, 2012. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.193-194.539. Disponível em: https://www.scientific.net/AMM.193-194.539. Acesso em: 26 set. 2021.

OLIVEIRA, L. K.; GRAEFF, A. G.; RODRIGUES, E. E. C.; SILVA FILHO, L. C. P. Estudo experimental sobre o comportamento da resistência mecânica de amostras de madeira sob ação de fogo simulando incêndios residenciais. Revista Alconpat, v. 3, n. 1, p. 55-70, 2013. DOI: 10.21041/ra.v3i1.43. Disponível em: https://revistaalconpat.org/index.php/RA/article/view/43. Acesso em: 25 set. 2021.

PINTO, E. M. Determinação de um modelo para a taxa de carbonização transversal a grã para a madeira de E. citriodora e E. grandis. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2005.

PRIES, M.; MAI, C. Fire resistance of wood treated with a cationic silica sol. European Journal of Wood and Wood Products, v. 71, n. 2, p. 237-244, 2013. DOI: 10.1007/s00107-013-0674-7. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s00107-013-0674-7. Acesso em: 26 set. 2021.

PURKISS, J. A. Fire safety engineering design of structures. 2. ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2007.

RAMAGE, M. H.; BURRIDGE, H.; BUSSE-WICHER, M.; FEREDAY, G.; REYNOLDS, T.; SHAH, D. U.; WU, G.; YU, L.; FLEMING, P.; DENSLEY-TINGLEY, D.; ALLWOOD, J.; DUPREE, P.; LINDEN, P. F.; SCHERMAN, O. The wood from the tress: The use of timber in construction. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 68, part 1, p. 333-359, 2017. DOI: 10.1016/j.rser.2016.09.107. Disponível em: https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/261239. Acesso em: 27 set. 2021.

SCHIMID, J.; MENIS, A.; FRAGIACOMO, M.; CLEMENTE, I.; BOCHICCHIO, G. Behaviour of loaded cross-laminated timber wall elements in fire conditions. Fire Technology, v. 51, p. 1341-1370, 2015. DOI: 10.1007/s10694-015-0516-8. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s10694-015-0516-8. Acesso em: 27 set. 2021.

SCHNABL, S.; TURK, G.; PLANINC, I. Buckling of timber columns exposed to fire. Fire Safety Journal, v. 46, n. 7, p. 431-439, 2011. DOI: 10.1016/j.firesaf.2011.07.003. Disponível em:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0379711211001019. Acesso em: 25 set. 2021.

VIDAL, J. M.; EVANGELISTA, W. V.; SILVA, J. C.; JANKOWSKY, I. P. Preservação de madeiras no Brasil: histórico, cenário atual e tendências. Ciência Florestal, v. 25, n. 1, p. 257-271, 2015. DOI: 10.5902/1980509817484. Disponível em:https://periodicos.ufsm.br/cienciaflorestal/article/view/17484/0. Acesso em: 26 set. 2021.

WIERUSZEWSKI, M.; MAZELA, B. Cross Laminated Timber (CLT) as an Alternative Form of Construction Wood. Drvna Industrija, v. 68, n. 4, p. 359-367, 2017. DOI: 10.5552/drind.2017.1728. Disponível em: https://hrcak.srce.hr/191947. Acesso em: 23 set. 2021.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id4897

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