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NBR 14323 Dimensionamento de estruturas de aço de edifícios em situação de incêndio - Procedimento JUN 1999
ABNT-Associação Brasileira de Normas Norma s Técnicas Técnicas Sede: Rio de Janeiro Av. Treze de Maio, 13 - 28º andar CEP 20003-900 - Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro - RJ Tel.: PABX (021) 210-3122 Fax: (021) 220-1762/220-6436 Endereço Telegráfico: NORMATÉCNICA
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Origem: Projeto 24:301.06-001:1998 CB-24 - Comitê Brasileiro de Segurança contra Incêndio CE-24:301.06 - Comissão de Estudo de Segurança das Estruturas em Situação de Incêndio NBR 14323 - Steel structures fire design - Procedure Descriptors: Steel structure. Fire design. Structural safety Válida a partir de 30.07.1999 Palav lavras ras-ch -chave: ve: Estru trutur tura de aço. ço. Segurança. ça. Inc Incênd êndio
Sumário
1 Objetivo 2 Referências normativas 3 Definições 4 Símbolos 5 Materiais 6 Condições básicas para o dimensionamento estrutural 7 Dimensionamento por ensaios 8 Método simplificado de dimensionamento 9 Métodos avançados de análise estrutural e térmica ANEXOS A Dimensionamento de vigas mistas B Dimensionamento de pilares mistos C Dimensionamento de lajes com forma de aço incorporada D Propriedades térmicas dos aços
Prefácio A ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas - é o Fórum Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ONS), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Projetos de Norma Brasileira, elaborados no âmbito dos CB e ONS, circulam para Votação Nacional entre os associados da ABNT e demais interessados.
46 página inas
Esta Norma contém os anexos A, B e C, de caráter normativo, e o anexo D, de caráter informativo.
1 Objetivo 1.1 Esta Norma fixa as condições exigíveis para o dimensionamento em situação de incêndio de elementos estruturais de aço, constituídos por perfis laminados, perfis soldados não-híbridos, perfis formados a frio, de elementos estruturais mistos aço-concreto (vigas mistas, pilares mistos e lajes de concreto com forma de aço incorporada) e de ligações executadas com parafusos ou soldas. 1.2 Entende-se por dimensionamento em situação de incêndio a verificação dos elementos estruturais e suas ligações, com ou sem proteção contra incêndio, no que se refere à estabilidade e à resistência aos esforços solicitantes em temperatura elevada, a fim de evitar o colapso da estrutura em um tempo inferior àquele necessário para possibilitar a fuga dos usuários da edificação e, quando necessário, necessário, a aproximação e o ingresso ingresso de pessoas e equipamentos para as ações de combate ao fogo. 1.3 Esta Norma se aplica a edifícios destinados à habitação, aos usos comercial e industrial e a edifícios públicos.
2
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2 Referências normativas 1), 2) As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento. NBR 5628:1980 - Componentes construtivos estruturais - Determinação da resistência ao fogo - Método de ensaio NBR 6118:1980 - Projeto e execução de obras de concreto armado - Procedimento
NBR 14323:1999 3.2 elementos estruturais: Peças ou barras com capacidade de resistir a esforços solicitantes e que fazem parte da estrutura, incluindo o contraventamento. 3.3 elementos estruturais protegidos: Elementos estruturais envolvidos com material de proteção contra incêndio, para reduzir sua elevação de temperatura em incêndio. 3.4 estanqueidade: Capacidade da vedação de impedir a ocorrência em incêndio de rachaduras ou outras aberturas, através das quais podem passar chamas e gases quentes capazes de ignizar um chumaço de algodão. 3.5 estruturas externas: Partes da estrutura situadas do lado externo de um edifício.
NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento
3.6 estruturas internas: Partes da estrutura situadas no interior de um edifício.
NBR 7808:1983 - Símbolos gráficos para projetos de estruturas - Simbologia
3.7 fluxo de calor: Energia absorvida por unidade de tempo e área.
NBR 8681:1984 - Ações e segurança nas estruturas - Procedimento
3.8 isolamento térmico: Capacidade da vedação de impedir a ocorrência, na face não-exposta ao incêndio, de incrementos de temperatura superiores a 140°C, 140°C, na média dos pontos da medida, ou superiores a 180°C, em qualquer ponto da medida.
NBR 8800:1986 - Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios (método dos estados limites) Procedimento AISI - Load and resistance factor design specifications speci fications for cold-formed steel structural members, 1991. ASTM A 653:1996 - Specification for steel sheet, zinc coated (galvanized) on zinc-iron alloy-coated (galvannealed) by the hot-dip process ENV 1991-2-2:1995 - Basis of design and actions on structures - Actions on structures - Actions on structures exposed to fire ENV 1993-1-1:1992 - Design of steel structures General rules and rules for buildings ENV 1993-1-2:1995 - Design of steel structures General rules - Structural fire design ENV 1993-1-3:1996 - Design of steel structures General rules - Supplementary rules for cold formed thin gage members and sheetings
3.9 perfil não-híbrido: Perfil cujos elementos componentes são formados pelo mesmo aço. 3.10 resistência ao fogo: Tempo durante o qual um elemento estrutural, estando sob a ação do incêndio-padrão, definido na NBR 5628, não sofre colapso estrutural. 3.11 temperatura ambiente: Temperatura suposta igual a 20°C. 3.12 vedação: Elementos e componentes estruturais ou não-estruturais (paredes e pisos) formando parte de um contorno de um compartimento de incêndio.
4 Símbolos Os símbolos usados nesta Norma estão de acordo, sempre que possível, com a NBR 7808. Eles são os seguintes: 4.1 Letras romanas maiúsculas A
-
área da seção transversal
Ag
-
área área brut brutaa da da seç seção ão tran transv sver ersa sall da da bar barrra
3 Definições
C fi
-
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:
resul esulta tant ntee de de com compr pres essã sãoo na na laj lajee de de con con-creto de uma viga mista
C'fi
-
3.1 ações térmicas: Ações na estrutura descritas por meio do fluxo de calor para os seus componentes.
resu resultltan ante te de comp compre ress ssão ão no perf perfilil de aço aço de uma viga mista
Cm
-
coeficiente relativo ao eixo x
ENV 1994-1-1:1992 - Design of composite steel and concrete structures - General rules and rules for building
1)
Os laboratórios estrangeiros referenciados genericamente em várias partes do texto desta Norma devem ter reconhecimento e aceitação por parte da comunidade técnico-científica internacional.
2)
As normas ou especificações estrangeiras, referenciadas genericamente em várias partes do texto desta Norma, devem ser reconhecidas internacionalmente e, no momento do uso, devem estar válidas.
2
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2 Referências normativas 1), 2) As normas relacionadas a seguir contêm disposições que, ao serem citadas neste texto, constituem constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. Como toda norma está sujeita a revisão, recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento. NBR 5628:1980 - Componentes construtivos estruturais - Determinação da resistência ao fogo - Método de ensaio NBR 6118:1980 - Projeto e execução de obras de concreto armado - Procedimento
NBR 14323:1999 3.2 elementos estruturais: Peças ou barras com capacidade de resistir a esforços solicitantes e que fazem parte da estrutura, incluindo o contraventamento. 3.3 elementos estruturais protegidos: Elementos estruturais envolvidos com material de proteção contra incêndio, para reduzir sua elevação de temperatura em incêndio. 3.4 estanqueidade: Capacidade da vedação de impedir a ocorrência em incêndio de rachaduras ou outras aberturas, através das quais podem passar chamas e gases quentes capazes de ignizar um chumaço de algodão. 3.5 estruturas externas: Partes da estrutura situadas do lado externo de um edifício.
NBR 6123:1988 - Forças devidas ao vento em edificações - Procedimento
3.6 estruturas internas: Partes da estrutura situadas no interior de um edifício.
NBR 7808:1983 - Símbolos gráficos para projetos de estruturas - Simbologia
3.7 fluxo de calor: Energia absorvida por unidade de tempo e área.
NBR 8681:1984 - Ações e segurança nas estruturas - Procedimento
3.8 isolamento térmico: Capacidade da vedação de impedir a ocorrência, na face não-exposta ao incêndio, de incrementos de temperatura superiores a 140°C, 140°C, na média dos pontos da medida, ou superiores a 180°C, em qualquer ponto da medida.
NBR 8800:1986 - Projeto e execução de estruturas de aço de edifícios (método dos estados limites) Procedimento AISI - Load and resistance factor design specifications speci fications for cold-formed steel structural members, 1991. ASTM A 653:1996 - Specification for steel sheet, zinc coated (galvanized) on zinc-iron alloy-coated (galvannealed) by the hot-dip process ENV 1991-2-2:1995 - Basis of design and actions on structures - Actions on structures - Actions on structures exposed to fire ENV 1993-1-1:1992 - Design of steel structures General rules and rules for buildings ENV 1993-1-2:1995 - Design of steel structures General rules - Structural fire design ENV 1993-1-3:1996 - Design of steel structures General rules - Supplementary rules for cold formed thin gage members and sheetings
3.9 perfil não-híbrido: Perfil cujos elementos componentes são formados pelo mesmo aço. 3.10 resistência ao fogo: Tempo durante o qual um elemento estrutural, estando sob a ação do incêndio-padrão, definido na NBR 5628, não sofre colapso estrutural. 3.11 temperatura ambiente: Temperatura suposta igual a 20°C. 3.12 vedação: Elementos e componentes estruturais ou não-estruturais (paredes e pisos) formando parte de um contorno de um compartimento de incêndio.
4 Símbolos Os símbolos usados nesta Norma estão de acordo, sempre que possível, com a NBR 7808. Eles são os seguintes: 4.1 Letras romanas maiúsculas A
-
área da seção transversal
Ag
-
área área brut brutaa da da seç seção ão tran transv sver ersa sall da da bar barrra
3 Definições
C fi
-
Para os efeitos desta Norma, aplicam-se as seguintes definições:
resul esulta tant ntee de de com compr pres essã sãoo na na laj lajee de de con con-creto de uma viga mista
C'fi
-
3.1 ações térmicas: Ações na estrutura descritas por meio do fluxo de calor para os seus componentes.
resu resultltan ante te de comp compre ress ssão ão no perf perfilil de aço aço de uma viga mista
Cm
-
coeficiente relativo ao eixo x
ENV 1994-1-1:1992 - Design of composite steel and concrete structures - General rules and rules for building
1)
Os laboratórios estrangeiros referenciados genericamente em várias partes do texto desta Norma devem ter reconhecimento e aceitação por parte da comunidade técnico-científica internacional.
2)
As normas ou especificações estrangeiras, referenciadas genericamente em várias partes do texto desta Norma, devem ser reconhecidas internacionalmente e, no momento do uso, devem estar válidas.
NBR 14323:1999
Cópia não autorizada
3
C my
-
coeficiente relativo ao eixo y
Rfi,d
-
resi resist stên ênci ciaa de cálc cálcul uloo em em situ situaç ação ão de inc incên ên-dio
E
-
módulo de elasticidade tangente do aço a 20°C
Sfi,d
-
s ol ol ic ic itit aç aç ão ão de de cá cá lc lc ul ul o e m s itit ua ua çã çã o d e incêndio
E c, θ
-
módu módulo lo de elas elastitici cida dade de seca secant ntee do do con concr cret etoo de densidade normal em qualquer temperatura
Tfi
-
resu resultltan ante te de traç tração ão no perf perfilil de aço aço de de uma uma viga mista
Eθ
-
módu módulo lo de elas elastitici cida dade de tang tangen ente te do aço aço em em temperatura elevada
Vfi,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de de cál cálcu culo lo à for força ça cort cortan ante te em situação de incêndio
FG
-
valo valorr nom nomin inal al da ação ação perm perman anen ente te
FQ
-
valo valorr nomi nomina nall das das carg cargas as acid aciden enta tais is
FQ,exc -
valo valorr nom nomin inal al da ação ação tran transi sitó tóri riaa exc excep epci cioonal
I
-
momento de inércia
L
-
altura de um andar
Mcr
-
mome moment ntoo fle fleto torr de de fla flamb mbag agem em elás elástitica ca
Mpl
-
momento de plastif stific icaação ção
Mr
-
mome moment ntoo flet fletor or cor corre resp spon onde dent ntee ao iní iníci cioo do escoamento
Mfi,n
-
resi resist stên ênci ciaa nom nomin inal al ao mome moment ntoo fle fleto torr em em situação de incêndio
Mfi,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de cálc cálcul uloo ao mome moment ntoo fle fleto torr em em situação de incêndio
Vl,Rd
-
resistência de cálculo ao cisalhamento longitudinal de lajes com forma de aço incorporada
Vp,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de de cál cálcu culo lo à pun punçã çãoo de de laj lajes es com com forma de aço incororada
Vv,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de de cál cálcu culo lo ao cisa cisalh lham amen ento to vertical de lajes com forma de aço incorporada
4.2 Letras romanas minúsculas a
-
espessura comprimida ou considerada efetiva da laje de concreto em vigas mistas
b
-
largura efetiva da laje de concreto, largura
b fi
-
largura da mesa inf inferior
b fs
-
largura da mesa superior
ca
-
calor específico do aç aço
cm
-
calo calorr esp espec ecíf ífic icoo do do mat mater eria iall de de pro prote teçã çãoo contra incêndio
Mx,fi,Sd -
mome moment ntoo fle fleto torr em em sit situa uaçã çãoo de de inc incên êndi dioo em em torno do eixo x
fck
-
My,fi,Sd -
mome moment ntoo fle fleto torr em em sit situa uaçã çãoo de de inc incên êndi dioo em em torno do eixo y
resi resist stên ênci ciaa cara caract cter erís ístitica ca à com compr pres essã sãoo do concreto de densidade normal, a 20°C
fckb
-
resi resist stên ênci ciaa cara caract cter erís ístitica ca à com compr pres essã sãoo do concreto de baixa densidade, a 20°C
Mx,fi,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de cálc cálcul uloo ao mome moment ntoo fle fleto torr em em situação de incêndio, em torno do eixo x
fck, θ
-
My,fi,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de cálc cálcul uloo ao mome moment ntoo fle fleto torr em em situação de incêndio, em torno do eixo y
resi resist stên ênci ciaa cara caract cter erís ístitica ca à com compr pres essã sãoo do concreto de densidade normal em temperatura elevada
fckb,θ
-
resi resist stên ênci ciaa cara caract cter erís ístitica ca à com compr pres essã sãoo do concreto de baixa densidade em temperatura elevada
fr
-
tensão residual
fu
-
limi limite te de resi resist stên ênci ciaa a 20° 20°C dos dos aços aços lami lamina na-dos a quente
fy
-
limi limite te de esco escoam amen ento to a 20° 20°C dos dos aço açoss lalaminados a quente
fyo
-
limi limite te de esco escoam amen ento to a 20° 20°C dos dos aço açoss tre tre-filados
fy,θ
-
limi limite te de esco escoam amen ento to dos dos aço açoss lam lamin inad ados os a quente em temperatura elevada
fyo,θ
-
limi limite te de esco escoam amen ento to dos dos aço açoss tref trefililad ados os em em temperatura elevada
N fi,Sd -
forç forçaa nor norma mall de de cál cálcu culo lo em situ situaç ação ão de incêndio
N fi,ex -
carg cargaa de de fla flamb mbag agem em elás elástitica ca por por fle flexã xãoo em em situação de incêndio, em torno do eixo x
N fi,ey -
carg cargaa de de fla flamb mbag agem em elás elástitica ca por por fle flexã xãoo em em situação de incêndio, em torno do eixo y
Nfi,Rd -
resi resist stên ênci ciaa de de cál cálcu culo lo de de uma uma barr barraa axi axial al-mente tracionada ou comprimida em situação de incêndio
Qfi,n
soma somató tóri rioo das das resi resist stên ênci cias as nomi nomina nais is indi indivi vi-duais dos conectores conectores de cisalhamento situados entre a seção de momento máximo e a seção adjacente de momento nulo, em situação de incêndio
-
