Análise das resistências ao escoamento (fy) e de ruptura (fu) residual das armaduras de pilares de concreto em altas temperaturas Translated title: Analysis of the residual yield (fy) and ultimate (fu) stress of steel reinforcing bars from concrete columns exposed to elevated temperatures

Abstract

Resumo Neste artigo, foi avaliada experimentalmente a influência do diâmetro de barras no grau de redução da resistência ao escoamento (fy) e de ruptura (fu) de armaduras extraídas de quatro pilares expostos à ação térmica em um forno vertical, pela curva padrão de aquecimento da ISO 834-1:1999, por 240 min. Os pilares tinham seção transversal de 25 cm x 25 cm e altura de 300 cm. Os diâmetros analisados foram de 10 mm e 16 mm, e a espessura de cobrimento, de 25 mm a 50 mm. Os resultados mostraram que, independentemente da espessura de cobrimento, as barras com 16 mm de diâmetro sofreram maior redução na resistência de escoamento (fy) e na resistência última (fu) em relação às barras de 10 mm de diâmetro, devido ao maior volume de desplacamento do concreto dos pilares, com exposição direta às temperaturas elevadas. Os maiores volumes de desplacamento foram identificados nos elementos com maior espessura de cobrimento (50 mm), atingindo valores até 52 vezes maiores que os desplacamentos identificados nos elementos com espessura de 25 mm no cobrimento. As tensões fy das armaduras obtiveram redução entre 29% e 56%. Assim, com base neste estudo, mostra-se relevante prever a redução do fy e do fu das armaduras no dimensionamento das estruturas de concreto armado em situação de incêndio.

Translated abstract

Abstract This paper presents results obtained in tensile tests performed in steel reinforcing bars with different diameters extracted from columns exposed for 240 minutes to the standard fire curve prescribed by ISO 834-1:1999. The square columns were 300 cm long and had a width of 25 mm. The longitudinal reinforcement consisted of 10 mm and 16 mm-diameter steel bars with a concrete cover thickness of 25, 30, 40, and 50 mm. Results showed that 16 mm-diameter bars presented lower yield (fy) and ultimate (fu) stress due to the larger spalled areas of concrete in those columns, which increased its exposure to elevated temperatures. Columns with higher concrete cover thickness (50 mm) presented larger volume of concrete spalling and were accounted to be 52 times higher than elements with cover thickness of 25 mm. It was verified that the residual yield stress was 29-56% lower than the original yield strength, highlighting the the need of a proper post-fire assessment of this type of structure after exposure to fire.