Concreto Protendido: Conceitos, Sistemas e Análise de Tensões

Concreto Protendido 1 Prof MSc Manuel Fernando Santos 2 Protendido Concreto Protendido Conceitos gerais O Concreto Protendido pode ser definido como um concreto submetido a um estado permanente de tensões internas introduzidas por uma armadura previamente tracionada que se opõem até limites desejados às tensões provocadas por cargas externas A protensão pode ser introduzida por exemplo com o objetivo de eliminar as tensões de tração provocadas pelas cargas externas evitando a fissuração O concreto pode portanto ser tratado como um material elástico e linear desde que as tensões de compressão não atinjam valores elevados 05 fck Neste caso a análise das tensões e deformações pode ser feita facilmente empregando conceitos básicos da resistência dos materiais Seja por exemplo a viga abaixo protendida com um cabo reto localizado a uma distância e excentricidade do eixo baricêntrico da seção transversal Sendo P força de protensão M momento fletor causado pela carga q I momento de inércia da seção transversal de concreto A área da seção transversal de concreto 3 Protendido Concreto Protendido As tensões resultantes que atuam a uma distância y do cg da seção serão dadas por Protendido Concreto Protendido Figura 11 Tensões no estádio I numa viga protendida Protendido Concreto Protendido Todavia conforme será visto adiante a configuração mais adequada para o traçado do cabeamento de protensão é a parabólica conforme visto na figura abaixo Esta configuração é responsável pela variação do momento devido à força de protensão Pe devido à variação da excentricidade do cabo em cada uma das seções que constituem a viga Figura 12 Carga equivalente exercida por um cabo parabólico numa viga protendida Devese ressaltar que os conceitos apresentados acima só são válidos para peças no estado não fissurado e sujeitas a tensões de compressão não muito elevadas onde a relação tensãodeformação do concreto ainda pode ser considerada linear 6 Protendido Concreto Protendido Sistemas e equipamentos de protensão 7 Protendido Concreto Protendido Sistemas de protensão com armadura póstracionada A protensão pode ser feita com cabos internos ou externos No primeiro caso os cabos são colocados no interior da peça envolvidos por bainhas metálicas Após a protensão aplicada depois do endurecimento do concreto a bainha é preenchida com nata de cimento Os cabos externos são colocados externamente normalmente envolvidos por bainhas de polietileno a fim de protegêlos contra a corrosão A Figura 113 mostra diversas opções para a distribuição dos cabos e ancoragens em peças com armadura póstracionada Principais formas de ancoragens de fios e cordoalhas a Pela ação de cunha Fig 112 b Por pressão direta de placas aparafusadas ou rebitadas Figs 113 e 114 c Por aderência ou por meio de alças também chamadas de ancoragens passivas Fig 115 Protendido Concreto Protendido Figura 111 Categorias de cabos e ancoragens Cabo concentrado com ancoragens concentradas Cabos isolados com ancoragens isoladas Cabos concentrados com ancoragens isoladas Cabos isolados com ancoragens concentradas 9 Protendido Concreto Protendido Tipos de Ancoragem Figura 114 Ancoragem com placas rebitadas Sistema PRESCONBBRV Figura 115 Ancoragem morta a por aderência b por meio de alças Fio Chapa de aço Fio ou cordoalha 11 Protendido Concreto Protendido Ancoragem Ativa 12 Protendido Concreto Protendido Ancoragem Ativa Figuras 11 12 e 13 Ancoragem Nicho de ancoragem e fretagem 13 Protendido Concreto Protendido Ancoragem Passiva Figura 15 e 16 montagem de Ancoragem passiva EXECUÇÃO DA PROTENSÃO 144 Criação da aderência injeção da nata de cimento na bainha PURGADOR PURGADOR INJEÇÃO DE NATA Pi Pi Placa de ancoragem e bainha metálica Ancoragem passiva Placa Purgador Bainha 16 Protendido Concreto Protendido Vantagens e desvantagens do uso do concreto protendido Vantagens Eliminação da fissuração O grande inconveniente do concreto armado é que sua armadura somente começa a trabalhar quando a peça é solicitada e com isto pelo efeito da aderência a deformação do concreto acompanha a do aço acarretando tensões de tração não só no aço como no concreto levandoo à fissuração Com isto o concreto armado perde duas de suas capacidades vitais Proteção da armadura e seção colaborante para inércia acarretando maiores tensões e deformações A prévia compressão do concreto protendido combate futuras tensões de tração pois não permite ou pouco permite que a seção seja tracionada e sim descomprimida 17 Protendido Concreto Protendido Redução das dimensões da seção transversal O emprego obrigatório de aços de alta resistência associado a concretos de maior resistência permite a redução das dimensões da seção transversal com redução substancial do peso próprio Diminuição da flecha A protensão praticamente elimina a presença de seções fissuradas Temse assim redução da flecha por eliminar a queda da rigidez a flexão correspondente à seção fissurada Desenvolvimento de métodos construtivos A protensão permite criar sistemas construtivos diversos balanços sucessivos prémoldados etc 18 Protendido Concreto Protendido Desvantagens Corrosão do aço de protensão Assim como os aços do concreto armado as armaduras de protensão também sofrem com a corrosão eletrolítica Além disso apresentam outro tipo de corrosão denominada de corrosão sob tensão stresscorrosion fragilizando a seção da armadura além de propiciar a ruptura frágil motivo pelo qual a armadura protendida deve ser muito bem protegida Perdas da força de protensão são todas as perdas verificadas nos esforços aplicados aos cabos de protensão Qualidade da injeção de nata nas bainhas e da capa engraxada nas cordoalhas engraxadas Forças altas nas ancoragens Controle de execução mais rigoroso carecendo de mão de obra especializada 19 Protendido Concreto Protendido Figura 2 Fio de cordoalha Figura 1 Rolo de cordoalha para transporte 20 Protendido Concreto Protendido Especificação de aço CP 190 RB Concreto Protendido ESPECIFICAÇÕES DOS PRODUTOS CORDOALHAS NUAS PARA PROTENSÃO Produto Diâmetro nominal mm Área aprox mm² Área mínima mm² Massa aprox kg1000 m Carga mínima de ruptura kN Carga mínima a 1 de deformação kN Alongamento após ruptura Cordoalha 3 fios CP 190 Cord CP 190 RB 3 X 30 65 22 22 171 41 37 35 Cord CP 190 RB 3 X 35 76 30 30 238 57 51 35 Cord CP 190 RB 3 X 40 88 38 38 304 71 64 35 Cord CP 190 RB 3 X 45 96 47 46 366 88 79 35 Cord CP 190 RB 3 X 50 111 67 66 520 125 112 35 Cordoalha 7 fios CP 190 Cord CP 190 RB 95 95 56 55 441 104 94 35 Cord CP 190 RB 127 127 101 99 792 187 169 35 Cord CP 190 RB 1520 152 143 140 1126 266 239 35 Cord CP 190 RB 1570 157 150 147 1172 279 246 35 Cord CP 190 RB 1520 Entalhada 152 143 140 1126 266 239 35 Cord CP 190 RB 1570 Entalhada 157 150 147 1172 279 246 35 Cordoalha 7 fios CP 210 Cord CP 210 RB 950 95 56 55 441 113 102 35 Cord CP 210 RB 1270 127 101 99 792 203 183 35 Cord CP 210 RB 1520 152 143 140 1126 288 259 35 Cord CP 210 RB 1570 1570 150 147 1172 303 273 35 Consultar disponibilidade do produto 22 Protendido Concreto Protendido Modelo de Cabos para protensão Figura 3 Exemplo de cabos de protensão 23 Protendido Concreto Protendido Tabela de vãos para montagem de nichos para ancoragem 24 Protensão Concreto Protendido Elementos de fixação Figura 4 Cunhas ou cravetes Figura 5 Bloco de ancoragem Placa de apoio e fretagem 25 Protendido Concreto Protendido Bainha metálica Figura 6 Bainha achatada para utilização na trombeta Figura 7 Bainha metálica 26 Protendido Concreto Protendido Figura 8 conjunto de ancoragem 27 Protensão Concreto Protendido Figura 9 Trombeta com purgador 28 Protendido Concreto Protendido Cordoalha Engraxada 29 Protendido Concreto Protendido Cabo Monocordalha engraxado Figura 10 Cabo mono cordoalha 30 Protendido Concreto Protendido Reforço de Ponte com cordoalha engraxada 31 Protensão Concreto Protendido Macaco de protensão httpswwwinstagramcomreelCdrPnillxI3igshidMDJmNzVkMjY 32 Protensão Concreto Protendido Protensão 33 Protensão Concreto Protendido Viga Protendida 34 Viga Pronta Concreto Protendido FIM Concreto Protendido Protensão