Aula 07: Concreto Protendido e Aços de Protensão

1 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem AULA 07 CONCRETO PROTENTIDO AÇOS DE PROTENSÃO DEFINIÇÕES IMPORTANTES PROFESSOR MURILO MONFORT REFERENCIAS ROBERTO CHUST WALTER PFEIL PAULO CEZAR BASTOS Revendo algumas definições baseados na NBR 61182014 Definições de concreto estrutural Elementos de concreto armado Aqueles cujo comportamento estrutural depende da aderência entre concreto e armadura e nos quais não se aplicam alongamentos iniciais das armaduras antes da materialização dessa aderência Elementos de concreto protendido Aqueles nos quais parte das armaduras é previamente alongada por equipamentos especiais de protensão com a finalidade de em condições de serviço impedir ou limitar a fissuração e os deslocamentos da estrutura bem como propiciar o melhor aproveitamento de aços de alta resistência no estadolimite último ELU aproveitar ao máximo a rigidez da seção transversal Armadura ativa de protensão Armadura constituída por barras fios isolados ou cordoalhas destinada à produção de forças de protensão isto é na qual se aplica um préalongamento inicial Concreto com armadura ativa prétracionada protensão antes do lançamento do concreto somente nas fabricas protensão com aderência inicial Concreto protendido em que o préalongamento da armadura ativa é feito utilizandose apoios independentes do elemento estrutural antes do lançamento do concreto a ligação é desfeita após o endurecimento do concreto a ancoragem no concreto realizase somente por aderência Nosso curso Concreto com armadura ativa póstracionada in loco Concreto protendido em que o alongamento da armadura ativa é realizado após o endurecimento do concreto sendo utilizadas como apoios partes do próprio elemento estrutural protensão com aderência Criando posteriormente aderência com o concreto de modo permanente através da injeção de nata de concreto nas bainhas 2 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem Sistema de ancoragem utilizado Sem aderência cordoalhas engraxadas Não sendo criada aderência com o concreto ficando a armadura ligada ao concreto apenas em pontos localizados muito utilizado em lajes sistema bem mais barato 2 caps aberto ou fechados interfase tuboscunha 3 Pockets formers formadores de bolso Nichos de protensão 3 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem ARMADURAS DE PROTENSÃO CP Concreto Protendido Resistência ao escoamento em 𝑓𝑦 𝑒𝑚 𝑘𝑁 𝑐𝑚2 Tipo de relaxação RN Normal RB Baixa Exemplo CP 190 RB Modulo de Elasticidade da cordoalha E 200000 MPa muitos fabricantes de 195000 MPa a 205000 Mpa Tensões nas armaduras de protensão Tensões limites de trabalho Cordoalhas Exemplo da área nominal diferente do CA que é 𝜋𝐷2 4 𝜋1272 4 1267 𝑚𝑚2 4 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem PRESCRIÇOES NA NBR 6118 LIMITES DE TENSÃO 𝜎𝑝𝑖 Tensões máximas iniciais DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL 5 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem PRINCIPAL PROBLEMA NO DIMENSIONAMENTO DO CONCRETO PROTENDIDO PERDAS DE PROTENSÃO CONSIDERAÇÕES TEORICAS TENSÕES NORMAIS NA SEÇÃO TRANSVERSAL NO ESTÁDIO I Premissas de cálculo a O concreto vai trabalhar não fissurado b Será considerado uma relação linear entre a tensão e a deformação c A superposição de efeitos será válida já que os deslocamentos são pequenos e não interferem nos esforços internos d As seções permanecem planas após a deformação e O material é considerado homogêneo LEMBRANDO ALGUNS CONCEITOS Estudando a viga biapoiada de seção retangular b x h Seção no meio do vão excentricidade do cabo 𝑒𝑝 𝑒𝑝𝑃ℎ 2 𝐼𝑐 𝑒𝑝 P 𝑃 𝐴𝑐 𝑒𝑝𝑃ℎ 2 𝐼𝑐 𝑀ℎ 2 𝐼𝑐 𝑀ℎ 2 𝐼𝑐 𝑃 𝐴𝑐 6 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem EXEMPLO Calcular as tensões de tração e compressão para uma seção no meio do vão medidas em cm Carga de protensão P 5400 kN Carga acidental sobrecarga de serviço 170 kNm Excentricidade da cordoalha de protensão no meio do vão 700 cm Resolução Devido a protensão 𝑃 𝐴𝑐 54000 18070 043 𝑘𝑁 𝑐𝑚2 43 𝑀𝑃𝑎 𝑒𝑝𝑃ℎ 2 𝐼𝑐 70054000 180 2 7018003 12 10 𝑘𝑁 𝑐𝑚2 100 𝑀𝑃𝑎 Borda superior 43 100 57 𝑀𝑃𝑎 tração Borda inferior 43 100 143 𝑀𝑃𝑎 compressão Devido a Carga permanente Peso próprio g e momento fletor Mg 𝑔 𝛾𝑐𝑜𝑛 𝑘𝑁𝑚3 𝐴𝑐𝑚2 25007 18 315 kN m 𝑀𝑔 𝑔 𝐿2 8 3153002 8 35438 𝑘𝑁𝑚 35437500 𝑘𝑁𝑐𝑚 𝑒𝑝𝑃ℎ 2 𝐼𝑐 𝑒𝑝 P 𝑃 𝐴𝑐 𝑒𝑝𝑃ℎ 2 𝐼𝑐 𝑀ℎ 2 𝐼𝑐 𝑀ℎ 2 𝐼𝑐 𝑃 𝐴𝑐 protensão Permanente acidental 7 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem Tensões normais nas fibras superior e inferior da seção não fissurada sem coeficiente de segurança ponderação 𝜎𝑠𝑢𝑝𝑖𝑛𝑓 𝑀𝑔 𝑦 𝐼𝑐 𝑀𝑔 ℎ 2 𝑏 ℎ3 12 6 𝑀𝑔 𝑏 ℎ2 63543750 701802 094 𝑘𝑁 𝑐𝑚2 94 𝑀𝑃𝑎 Borda superior 94 𝑀𝑃𝑎 compressão Borda inferior 94 𝑀𝑃𝑎 tração Devido a carga acidental Sobrecarga q e momento fletor Mq 𝑞 170 kN m 𝑀𝑞 𝑔 𝐿2 8 1703002 8 19125 𝑘𝑁𝑚 1912500 𝑘𝑁𝑐𝑚 Tensões normais nas fibras superior e inferior da seção não fissurada sem coeficiente de segurança ponderação 𝜎𝑠𝑢𝑝𝑖𝑛𝑓 𝑀𝑞 𝑦 𝐼𝑐 𝑀𝑞 ℎ 2 𝑏 ℎ3 12 6 𝑀𝑞 𝑏 ℎ2 61912500 701802 051 𝑘𝑁 𝑐𝑚2 51 𝑀𝑃𝑎 Borda superior 51 𝑀𝑃𝑎 compressão Borda inferior 51 𝑀𝑃𝑎 tração Tensões devido a ação permanente e sobrecarga Borda superior 94 51 145 𝑀𝑃𝑎 compressão Borda inferior 94 51 145 𝑀𝑃𝑎 tração 145 100 100 43 𝑒𝑝 P protensão Permanente acidental 145 8 Prof Murilo Monfort 𝜏 Paz e Bem Tensões finais MPa Borda superior 57 145 88 𝑀𝑃𝑎 compressão Borda inferior 143 145 02 𝑀𝑃𝑎 tração DESAFIO Para a aula de hoje 19052023 valor 10 na A2 Qual o valor da nova protensão P com a mesma excentricidade do cabo na seção do meio do vão para que a tensões finais sejam somente de compressão 02 𝑒𝑝 P 88