Propriedades de resistência ao fogo das estruturas de aço

O aço é um material de construção não combustível, resistente a terremotos e à flexão. Em aplicações práticas, o aço não só aumenta a capacidade de carga das edificações, como também atende às necessidades estéticas do projeto arquitetônico, evitando as desvantagens do concreto e de outros materiais de construção que não podem ser flexionados e esticados. Portanto, o aço é o material preferido na indústria da construção civil. Edifícios de um ou vários andares, arranha-céus, fábricas, armazéns, salas de espera, saguões, etc., são todos construídos em aço. No entanto, como material de construção, o aço apresenta algumas desvantagens inevitáveis ​​em termos de proteção contra incêndio. Suas propriedades mecânicas, como limite de escoamento, resistência à tração e módulo de elasticidade, diminuem drasticamente com o aumento da temperatura. A estrutura de aço geralmente perde sua capacidade de suporte a uma temperatura de 450-650 °C, e ocorre uma grande deformação, causando a flexão das colunas e vigas de aço. Consequentemente, a estrutura torna-se inutilizável devido à deformação excessiva. O limite de resistência ao fogo é de cerca de 15 minutos. A duração desse tempo também está relacionada à velocidade com que o componente absorve calor.

Para superar as deficiências na proteção contra incêndios deestrutura de açoEm aplicações práticas, o tratamento de proteção contra incêndio dos materiais deve ser realizado com o objetivo de aumentar o limite de resistência ao fogo das estruturas de aço até a faixa especificada nas normas de projeto. Existem diversas medidas para evitar que a estrutura de aço aqueça rapidamente e sofra deformações e colapsos em caso de incêndio. A chave é adotar diferentes métodos de acordo com a situação, como o uso de isolamento térmico e materiais refratários para bloquear as chamas e queimar diretamente a estrutura de aço, reduzindo a velocidade de transferência de calor. Isso retarda o aumento da temperatura da estrutura de aço e o tempo de enfraquecimento da resistência, entre outros. Independentemente do método adotado, o princípio é o mesmo. As medidas de proteção contra incêndio para diferentes tipos de estruturas de aço são apresentadas a seguir.

1. Revestimento externo. Consiste em adicionar um revestimento externo à superfície da estrutura de aço, que pode ser moldado in loco ou projetado. O revestimento de concreto maciço moldado in loco geralmente é reforçado com tela metálica ou barras de aço para limitar a fissuração por retração e manter a resistência da estrutura. O método de projeção consiste em aplicar uma bomba de areia na superfície da estrutura de aço no local da construção para formar uma camada protetora. A bomba de areia pode ser de cimento de cal ou argamassa de gesso, ou pode ser misturada com perlita ou amianto. Ao mesmo tempo, o revestimento externo também pode ser feito de perlita, amianto, gesso ou cimento-amianto e concreto leve para produzir painéis pré-fabricados, que são fixados na estrutura de aço com adesivos, pregos e parafusos.

2. Preenchimento com água (camisa d'água). Preencher a estrutura oca de aço com água é a proteção mais eficaz contra incêndios. Este método mantém a estrutura de aço resfriada durante um incêndio, e a água circula dentro da estrutura, absorvendo o calor do próprio material que está sendo aquecido. A água aquecida pode ser recirculada após o resfriamento, ou água fria pode ser canalizada para substituir a água aquecida.

3. Blindagem. A estrutura de aço é embutida na parede ou no teto feitos de materiais refratários, ou os componentes são encapsulados no espaço entre duas paredes, e o objetivo de prevenção de incêndio pode ser alcançado com a adição mínima ou nenhuma de materiais refratários. Este é um dos métodos de prevenção de incêndio mais econômicos.

4. Material expansivo. O revestimento antichamas da estrutura de aço é utilizado para proteger os componentes. Este método apresenta as vantagens de bom desempenho em termos de resistência ao fogo e isolamento térmico, e a construção não é limitada pela forma geométrica da estrutura de aço. Pertence às modernas e avançadas medidas técnicas de prevenção de incêndios.

Atualmente, há um número crescente de edifícios altos com estrutura de aço, especialmente alguns arranha-céus super altos, que utilizam materiais de aço de forma mais ampla. Quando ocorre um incêndio em um edifício alto, o fogo não pode ser extinto em pouco tempo. Isso exige que aumentemos a proteção contra incêndio dos materiais de construção no projeto do edifício para melhorar sua resistência ao fogo e formulemos planos de emergência necessários dentro do edifício para reduzir vítimas e danos materiais.


Data da publicação: 14 de agosto de 2023

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