Norma europeia EN 1995 1-2 (2005)

As normas EN 1995 1-1 e EN 1995 1-2 (2005) apresentam as condições gerais que devem ser seguidas nos projetos de estruturas em madeiras. A Norma EN 1995 1-1 (2005) apresenta as condições de projeto à temperatura ambiente, enquanto que a norma EN 1995 1-2 (2005) apresenta as condições de projeto para estruturas de madeira em situação de incêndio.

A EN 1995 1-2 (2005) considera o incêndio padrão para gerar as ações térmicas, e utiliza abordagem baseada em desempenho da engenharia de segurança, para se referir às ações térmicas baseadas em parâmetros físico-químicos. As duas abordagens traduzem-se em dois níveis de verificação: um, baseado em modelos simplificados de cálculo e o outro, em modelos avançados de cálculo.

Os modelos simplificados são aplicados a elementos estruturais isolados, enquanto os modelos avançados podem ser aplicados à estrutura global, a parte da estrutura ou a elementos isolados. Em geral, a norma especifica que as exigências básicas são determinadas a partir da função dos elementos construtivos na edificação e visam garantir as exigências de resistência mecânica e compartimentação do incêndio nos locais onde isso é exigido.

No que concerne à compartimentação, os elementos formadores dos contornos de um compartimento, incluindo as ligações, devem ser projetados e construídos de tal modo que a sua função separadora seja mantida durante certo tempo de exposição ao fogo, assegurando a integridade e a capacidade de isolação do elemento e a limitação da radiação térmica para os lados não expostos ao fogo.

Por sua vez, os elementos que apresentam somente função portante devem atender aos critérios de resistência mecânica. Os elementos que apresentam função separadora e portante devem atender aos critérios de resistência mecânica, integridade e isolamento.

Assim como a norma NBR 7190:1997, a norma EN 1995 1-1 (2005) especifica que se deve efetuar a combinação das ações para a

verificação dos estados limites últimos e para os estados limites de serviço. As combinações das ações para os estados limites últimos devem ser efetuadas para as situações de projeto: duráveis, transitórias, acidentais e sísmicas. A combinação para as situações duráveis e transitórias são especificadas através de equações.

Os valores de cálculo das propriedades da madeira a temperatura ambiente são dados pela Equação 6.

onde:

: valor de cálculo de uma propriedade;

: coeficiente de modificação que leva em conta a duração da carga e teor de umidade;

: resistência característica da propriedade; : fator de segurança.

O cálculo das propriedades da madeira em situação de incêndio é feito pela Equação 7.

, (7)

onde:

: força de desenho em situação de incêndio;

: coeficiente de modificação em situação de incêndio (Figura 29);

: quantil de 20% de resistência da propriedade à temperatura ambiente;

: fator de segurança parcial da madeira em situação de incêndio.

A Figura 29 apresenta os coeficientes de modificação das propriedades mecânicas de compressão, de tração e de cisalhamento paralelo às fibras, apresentados pela norma Europeia (EN 1995 1-2). Observou-se que a propriedade de compressão paralela às fibras apresenta o menor coeficiente de redução das três propriedades.

Figura 29: Coeficientes de modificação do EN 1995 1-2.

2.11.5 Conclusões parciais

Analisando os critérios de projeto utilizados por diversas normas para o dimensionamento de estruturas em madeiras, observou-se que as normas americana NDS (2005) e chilena NCh 1198 (2006) consideram o efeito da temperatura na determinação da resistência mecânica da madeira, apresentando um coeficiente de modificação. Por sua vez, a norma NBR 7190:1997 (em revisão em 2012) considera um método simplificado de dimensionamento de elementos ou estruturas de madeira em situação de incêndio. Já a norma EN 1995 1-2 (2005) apresenta modelos simplificados e modelos avançados de cálculo. Os modelos simplificados são aplicados a elementos estruturais isolados, enquanto os modelos avançados podem ser aplicados à estrutura global.

Considerando que algumas estruturas de madeira, ou membros destas, podem ser atingidas por temperaturas superiores à temperatura ambiente, sejam elas originárias de incêndio ou não, é necessário considerar um coeficiente de modificação para as propriedades mecânicas da madeira. O coeficiente de modificação deve afetar diretamente o valor característico da madeira, podendo variar de acordo com a propriedade e a espécie de madeira utilizada na estrutura.

Temperatura (ºC) C oe fic ie nte de modi fic aç ão 0 50 100 150 200 250 300 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Legenda Compressão Tração Cisalhamento

3 MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo, serão apresentados os materiais e os métodos empregados no desenvolvimento desta pesquisa. Embora a norma NBR 7190:1997 apresente detalhadamente a metodologia, o procedimento e as dimensões dos corpos de prova, em todos os ensaios de caracterização mecânica da madeira, as dimensões dos corpos de prova de flexão estática, cisalhamento e embutimento paralelo e embutimento perpendicular às fibras são incompatíveis com os equipamentos disponíveis no Laboratório de Experimentação em Estruturas (LEE) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) para a realização dos ensaios a temperaturas elevadas. A câmara térmica usada nos ensaios a quente tem dimensões reduzidas, o que impede o uso de corpos de prova com dimensões maiores, recomendadas pela norma NBR 7190:1997. Outro fator importante a considerar é a qualidade da madeira para a fabricação dos corpos de prova. Obter madeira da espécie Pinus taeda livre de defeitos dificulta ainda mais elaborar corpos de prova de dimensões maiores.

Foram realizados ensaios de caracterização mecânica das espécies Pinus taeda e Eucalyptus saligna, sob várias condições de temperatura, e, a partir deles, foram determinados os fatores de redução das propriedades mecânicas em função da temperatura. Todas as amostras foram ensaiadas em níveis de temperatura situados entre 20 ºC e 230 °C. Nesta análise, foram incorporados os resultados obtidos na dissertação de mestrado de Manríquez (2008) para a espécie Schizolobium amazonicum.