Eng. Ricardo Brigigo - Palestra Protensao

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Engº Civil: Universidade Federal do Ceará-1977MSc.: Pontifícia Universidade Católica (RJ)-1980

Consultor da IMPACTO PROTENSÃOProf. Titular da Universidade de Fortaleza

Engenheiro do Banco Central do Brasil

Sócio Fundador da ACEE- Associação Cearense de Engª EstruturalMembro do PTI- Post-Tension Institute (USA)

CONCRETO PROTENDIDOPalestrante:

Engº José Ricardo Brígido de Moura

Sócio Fundador da ACEE- Associação Cearense de Engª EstruturalMembro do PTI- Post-Tension Institute (USA)

IDÉIA DE PROTENSÃO GERALMENTE PREDOMINANTE:

-viável apenas para grandes vãos;-utilizada em pontes e viadutos;-equipamentos e mão de obra não disponíveis no mercado;-Problemas na execução;-alto custo final.

OBJETIVO DA PALESTRA: apresentar a protensão como ferramenta para qualidade na Construção Civil.

-solução economicamente viável, mesmo para edificações usuais;-solução economicamente viável, mesmo para edificações usuais;-ausência de deformações e fissuras;-maior durabilidade da estrutura;-Execução rápida: fôrmas planas, menor taxa de armadura; -Maior espaço livre: liberdade para o Arquiteto;

1-CONCEITOS BÁSICOS

Para desempenhar sua função estrutural, as lajes e as vigas trabalham preponderantemente à flexão. Internamente, nas secções transversais, aparecem tensões de tração e compressão.

DIAGRAMA DE TENSÕES

Linha Neutra

Zona Comprimida

Zona Tracionada =

Armaduras e Fissurasb

s=M/Ws

i=-M/Wi

2 - SOLUÇÕES DO PROBLEMA ESTRUTURAL:

2.1 -OCONCRETOARMADO: 3 fatores tornamoCAviável

• aderência: torna possível a transferência das tensõesde traçãoparaa armadura, àmedidaqueo concretodeixadeabsorvê-las;

• cobrimento: o concreto em torno da armadura, protege o aço• cobrimento: o concreto em torno da armadura, protege o açocontraa oxidação;

• coeficientes de dilatação térmica semelhantes: evitadeformações desiguais, o que desagregaria o concreto em tornodaarmadura

σε

εσ

ARMADURA: Zona Tracionada Deformações Tensões

C: Zona Comprimida (o concreto "trabalha bem à compressão")T: Zona Tracionada (o concreto simplesmente dá proteção ao aço)

OS ESFORÇOS DE TRAÇÃO SE TRANSMITEM À ARMADURA ÀMEDIDAQUEAVIGARECEBECARGA

QUANTO MAIOR O ESFORÇO MAIS O AÇO É SOLICITADO,MAIOR A SUA DEFORMAÇÃO, O QUE GERA FISSURAS. AARMADURAÉCHAMADAPASSIVA

OCONCRETOARMADOSÓTRABALHAFISSURADO!!!OCONCRETOARMADOSÓTRABALHAFISSURADO!!!

À MEDIDA QUE OS VÃOS CRESCEM, AS PEÇAS DE CONCRETOARMADOVÃOSETORNANDOINEFICIENTES:

• pesopróprio elevado•deformaçõesao longodotempo

2.2 -OCONCRETOPROTENDIDO

As Estruturas de Concreto Protendido são submetidas a um sistemadeforçaspermanentementeaplicadas: asForçasdeProtensão.

Estas forças são tais que, durante a utilização da edificação, quandoagirem simultaneamente com o carregamento normal (cargaspermanentes, acidentais e outros agentes), impedem ou limitam opermanentes, acidentais e outros agentes), impedem ou limitam oaparecimentodetensõesdetração.

CONCRETOPROTENDIDO=CONCRETO+ARM.ATIVA

- Aço não aderente ao concreto, possibilitando altas tensões

- Ao soltarmos os cabos, os mesmos tendem a voltar ao seu tamanho original. Isto não ocorre devido a presença das cunhas e placas de ancoragem

Diagrama de Tensões

σ σ

FLEXÃO PROTENSÃO FINAL

SEÇÃO TODA COMPRIMIDA : - Não há fissuras - Não há necessidade de armadura

σs=σi= P/A

P P

- A protensão gera cargas contrárias às aplicadas na estrutura,equilibrando-as. Assim sendo, a protensão resolve o grandeproblemadasdeformações.

P P

VANTAGENS DO CONCRETO PROTENDIDO

•peças com secções mais reduzidas: diminui o peso próprio;

•vence maiores vãos: mais espaços livres;

•menores deformações ao longo do tempo;

•muito menor aparecimento de fissuras: maior durabilidade;

•podem ser usados aços de alta resistência.

3. MODALIDADES DE CONCRETO PROTENDIDO

3.1 - PÓSTRACIONADOADERENTE

3.2 - PÓSTRACIONADONÃOADERENTE(CORDOALHASENGRAXADAS)

3.3 - PRÉTRACIONADO(FIOSADERENTES)

CARACTERÍSTICASDOS3TIPOSDECPCARACTERÍSTICASDOS3TIPOSDECP

CONCRETOPROTENDIDOPÓSTRACIONADOS(3.1 e3.2)

⇒ A armadura de protensão é colocada no interior de dutos que aisolamdoconcreto, seguindoelevaçõespré estabelecidas emprojeto.Após a concretagem, quando o concreto tiver atingido a resistênciadesejada, os cabos são tracionados e ancorados nas extremidadesdapeça.

CONCRETO PÓS-TRACIONADO COM ADERÊNCIA POSTERIOR.ADERÊNCIA POSTERIOR.

ANCORAGEM PASSIVA (EM “LAÇO”)

TUBO PARA INJEÇÃO DA NATA

CONCRETO PROTENDIDO C0M C0RD0ALHAS ENGRAXADAS E

PLASTIFICADAS.

•• ASPECTO GERAL DA FABRICAÇÃOASPECTO GERAL DA FABRICAÇÃO

•• ENGRAXAMENTO CONTÍNUOENGRAXAMENTO CONTÍNUO

•• CAPA PLÁSTICA SOBRE A GRAXACAPA PLÁSTICA SOBRE A GRAXA

•• MOLDAGEM CONTÍNUA DA CAPA MOLDAGEM CONTÍNUA DA CAPA

ANCORAGEM, CUNHAS, “POCKET FORMER”

PRÉ BLOCAGEM DAS ANCORAGENS PASSIVAS

CORDOALHAS E ANCORAGENS PRÉ-BLOCADAS.

MACACO HIDRÁULICO PARA PROTENSÃO DOS CABOS.

MANDÍBULA DO MACACO .MANDÍBULA DO MACACO .

PREPARAÇÃO DA FORMA PARA COLOCAÇÃO DOS CABOS.

POSICIONAMENTO DAS PLACAS.

ANCORAGENS PASSIVAS.

POSICIONAMENTO DAS CORDOALHAS EM LAJE PLANA.

LANÇAMENTO DO CONCRETO.

PROTENSÃO DAS CORDOALHAS.

NICHOS; FECHAMENTO COM ARGAMASSA GROUTEADA

CONCRETOPROTENDIDOPRÉTRACIONADOS(3.3)

PROCESSO:1- fios previamenteesticadosnapistadeprotensão;2- açoancoradonaspontasemanteparos rígidos;2- açoancoradonaspontasemanteparos rígidos;3- lançamentodoconcreto;4- retirada do sistema provisório de ancoragem, após o concreto teratingido resistência satisfatória.

Vantagens: 1 - dispensabainhas, ancoragense injeção;2 - nãoháperdapor atrito

Desvantagem: 1 - os cabossãoretosoupoligonais

Pista de protensão em fábrica de pré-moldados

Sistema de Ancoragem Provisória

Confeção dos alveólos das lajes

Sistema de tracionamento dos fios

INDICAÇÃODE USODAS 3 MODALIDADES DE CP

SISTEMAADERENTE⇒⇒⇒⇒ PONTES; VIADUTOS; PROTENSÃO DE ALTA

DENSIDADE

CORDOALHAS ENGRAXADAS⇒⇒⇒⇒ EDIFICAÇÕES COMERCIAIS E RESIDENCIAIS;

PROTENSÃODEMENOR DENSIDADE

PRÉ TRACIONADO (FIOS ADERENTES)⇒⇒⇒⇒ CONCRETO PRÉ-FABRICADO

4 - UTILIZAÇÃO PRÁTICA DO CONCRETO PROTENDIDO COM CORDOALHAS ENGRAXADAS

4.1 - EM VIGAS

DIMENSÕES: L/20, indo até L/30, onde L é o vão a ser vencido

UTILIZAÇÃO:

- Vãos a partir de 10m, podendo ir até 18m; - Vãos maiores: adoção de seções duplo T ou caixão perdido;- Vãos maiores: adoção de seções duplo T ou caixão perdido;- balanços superiores a 4m

VANTAGENS:

- são incorporadas aos pórticos de contraventamento;- liberdade para a escolha das lajes: volterrana (protendidas ou não); alveolares;

treliçadas; nervuradas em concreto armado ou protendido;- material inerte nas lajes nervuradas: podem ser utilizados tijolos cerâmicos,

isopor ou caixas removíveis. O nível de protensão geralmente usado não danifica os materiais usados.

4.2 - LAJES MACIÇAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES (sem vigas)

DIMENSÕES: L/45 a L/40, onde L é o vão maior

UTILIZAÇÃO: espaçamentos entre pilares na faixa de 6 a 8m.

LIMITAÇÕES: punção na região dos pilares. Para vãos maiores (ou sobrecargas altas - acima de 500 Kg/m², por exemplo) pode o calculista lançar mão de capitéis, evitando aumentar a espessura calculista lançar mão de capitéis, evitando aumentar a espessura de toda a laje.

ESTIMATIVAS DE CONSUMO (por m²):- Concreto: 0,16 a 0,18 m³- CP 190RB: 4 Kg- CA50: 5 Kg - Fôrma: 1 m²

VANTAGENS- Rapideznaexecução- Liberdadeparadispordoespaço interno.- Ausência de vigas: possibilita técnicas avançadas de forma eescoramento: “mesas voadoras” (painéis contínuos desmontáveiscomrapidez).

4.3 - LAJESMACIÇASPROTENDIDASNUMADIREÇÃO(apoiadasemvigas transversais)

DIMENSÕES: L/50 a L/35, ondeLéo vão transversalUTILIZAÇÃO:Vãosentre6 e 10m.LIMITAÇÕES:• Flecha, principalmenteparavãosbiapoiados.• Vãosmaiores: Recomenda-seusar lajesnervuradas.

4.4 - LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES (apoiadas em vigas transversais)

DIMENSÕES: L/40 a L/30, onde L é o menorUTILIZAÇÃO: Painéis devãosacimade10x 10m²UTILIZAÇÃO: Painéis devãosacimade10x 10m²

-pode-se lançar mão de vãos bastante arrojados paraedificaçõesusuais.

4.5 - LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NUMA DIREÇÃO (apoiadas em vigas faixa transversais)

DIMENSÕES: L/40 a L/30 (L é o vão na direção da nervura)

UTILIZAÇÃO: vãos a partir de 8m.

4.6-PAINÉIS PLANOS, COM FAIXAS DE APOIO PROTENDIDAS E LAJES NERVURADAS (PROTENDIDAS OU NÃO)

DIMENSÕES: L/35 a L/30, onde L é o vão menor;

UTILIZAÇÃO:modulação de pilares 8mx 8m (com “laje interna” comaltura de 25cm); modulação até 10m (nervuras com 30cm dealtura total). Para vãos a partir de 11m as faixas com mesmaaltura de 25cm); modulação até 10m (nervuras com 30cm dealtura total). Para vãos a partir de 11m as faixas com mesmaaltura das nervuras não são eficientes, necessitando serem bemlargas (200cm), sendomelhorfaixasmais altasoumesmovigas.

LAJESHOPPING TAMBIÁ

4.7–LAJES NERVURADAS PROTENDIDAS NAS DUAS DIREÇÕES EVIGASPROTENDIDAS.

Pré-dimensionamento:LAJES: L/40 A L/30 VIGAS: L1/20 L: menor vão da laje L1: maior vão da viga

Recomendações básicas:Recomendações básicas:�� painéis de vãos maiores que 10m nas duas direções�� contorno apoiado em vigas rígidas

Vantagens: �� possibilidade de usar grandes áreas livres

Universidade de Fortaleza (Fortaleza- CE)Vãos: 14,5m x 16,0mAltura total: 35cm (L/41): 21 fôrma + 9 de mesa + 5 isopor (EPS).

UNIFOR - Lajes nervuradas + Faixas Protendidas (Fortaleza- CE)

UNAMA - Lajes nervuradas + Vigas Protendidas (Belém - PA)

4.8 - PLACASPARAFUNDAÇÃO(“RADIER”)

UTILIZAÇÃO: lajes assentadas sobre o solo, destinadas a apoiarresidências, galpões e mesmo edifícios de grande porte (“slabs onground”).

ESPESSURA:- edificaçõesdepequenoporte (térreo+ pav. superior): 10cm- blocosdealvenaria estrutural (térreo+3): 16 cm- edificaçõesdepequenoporte (térreo+ pav. superior): 10cm- blocosdealvenaria estrutural (térreo+3): 16 cm- prédios: 13 lajes (60cm); 20 lajes (75 cm)VANTAGENS:A) a lajedesempenhaa funçãodefundação;B) transmitecargas ao solo bastantediluídas;C) a laje desempenha as funções de piso, estando praticamente pronta

para recebera pavimentação;

D) construtor está dispensado de fazer escavações, alicerces emalvenaria de pedra, baldrames e cintas, além do piso citado no itemanterior.

RECOMENDAÇÕES PARA USO:- nivelamentoecompactaçãodosolo (controledoCBRe taxas);- posicionamento das tubulações hidro-sanitárias, elétricas e

telefônicas;- posicionamentodassaídasdasferragensdeescadasepilares;- montagemdascordoalhase armadurapassiva;- posicionamentodassaídasdasferragensdeescadasepilares;- montagemdascordoalhase armadurapassiva;- concretagemda laje (recomendando-sefck depelomenos20MPa)- protensãoapós5 ou7 dias;- construção de uma contenção ao longo do perímetro da edificação

(proteção)- paracargasconcentradas: capitéis ounervuras invertidas.