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PONTIFCIA UNIVERSIDADE CATLICA DE MINAS GERAIS Departamento de
Engenharia Civil - IPUC
LAJES PROTENDIDAS
Amanda Lima Pereira
Belo Horizonte 2015
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Amanda Lima Pereira
LAJES PROTENDIDAS
Trabalho apresentado disciplina de Tpicos
Especiais em Edificaes no Departamento de
Engenharia Civil da Pontifcia Universidade Catlica
de Minas Gerais.
Professor: Carlos Antnio Camargos d'vila
Belo Horizonte
2015
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LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 Protenso no
aderente........................................................................7
FIGURA 2 Protenso
aderente...............................................................................7
FIGURA 3 Seo de monocordoalha engraxada com sete
fios..........................8
FIGURA 4 Comparao entre vos de
lajes........................................................11
FIGURA 5 Iamento de laje alveolar
protendida.................................................12
FIGURA 6 Equipamento de
injeo.....................................................................13
FIGURA 7 Comparativo de
custos.......................................................................16
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LISTA DE EQUAES
EQUAO
1..............................................................................................................14
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SUMRIO
1
INTRODUO..........................................................................................................6
2 CONCEITOS
GERAIS..............................................................................................7
2.1 Protenso no
aderente.......................................................................................8
2.2 Protenso
aderente..............................................................................................9
2.2.1 Protenso com aderncia
inicial..........................................................................9
2.2.2 Protenso com aderncia
posterior.....................................................................9
3
DEFINIES...........................................................................................................10
4 PROCESSOS DE FABRICAO E
MONTAGEM.................................................11
5 DICAS DE
EXECUO..........................................................................................13
6
DIMENSIONAMENTOS..........................................................................................14
7
VANTAGENS..........................................................................................................15
8
DESVANTAGENS...................................................................................................15
9 COMPARATIVO DE
CUSTOS................................................................................16
10
CONCLUSO.......................................................................................................17
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1. INTRODUO
O concreto protendido uma evoluo do concreto armado e mais
indicado
quando preciso vencer grandes vos. Normalmente, tem o preo mais
alto, o que
gera, muitas vezes, repulsa de us-lo em lajes, elementos
estruturais mais
executados em concreto armado no Brasil. Porm, a cultura do
convencional deve
mudar e enxergar outras tcnicas e materiais de construo.
Apesar da cultura, o uso de lajes de concreto protendido tem
aumentado no
pas nos ltimos anos. A entrada da protenso no aderente com
monocordoalha
engraxada no mercado brasileiro teve grande importncia para essa
mudana
(EMERICK, 2002). A diminuio da espessura das lajes protendidas o
principal
fator que atrai construtores.
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2. CONCEITOS GERAIS
A protenso baseada na aplicao de tenses nas barras de ao do
concreto antes da solicitao de esforos no elemento estrutural,
chamando-as de
armaduras ativas. A protenso pode ser no aderente (FIGURA 1) ou
aderente
(FIGURA 2) e, ainda, com trao aplicada antes ou depois da
concretagem. um
processo realizado atravs da utilizao de macacos hidrulicos.
A protenso tem como importante caracterstica a diminuio ou mesmo
o
impedimento do aparecimento de fissuras no concreto. O concreto
armado possui
armaduras passivas, aquelas que s sofrem tenses quando h um
esforo no
elemento.
Figura 1 Protenso no aderente
Fonte: Rudloff, 2012.
Figura 2 Protenso aderente
Fonte: Rudloff, 2012.
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2.1. Protenso no aderente
No sistema de protenso no aderente no h aderncia entre o cabo de
ao
protendido e o concreto, apenas nas extremidades das peas
estruturais.
composto de cordoalhas engraxadas plastificadas, sendo as
cordoalhas revestidas
por PEAD (polietileno de alta densidade), que um material
impermevel e
resistente. importante observar a conservao e a limpeza das
cordoalhas, que
devem estar livres de corroso, e o PEAD no pode ter rasgos,
estes podendo ser
reparados com fita plstica.
Figura 3 Seo de monocordoalha engraxada com sete fios
Fonte: Emerick, 2002.
Pode ser necessrio, no caso da protenso no aderente, a utilizao
de uma
armadura passiva aderente, pois, em certos casos, a falta de
aderncia pode deixar
de auxiliar no controle de fissuras do concreto. A montagem dos
cabos no
aderentes muito rpida e a graxa tambm serve como proteo do
ao.
Duas vantagens desse sistema em relao ao aderente a possvel
reduo
de custos e a possibilidade de refazer a protenso, se tomados os
devidos cuidados
(EMERICK, 2002). Ainda h a diminuio de perdas por atrito.
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2.2. Protenso aderente
Na protenso aderente, h a injeo de nata de cimento nas bainhas,
o que
garante a aderncia mecnica entre ao e concreto e a proteo das
barras contra a
corroso (RUDLOFF, 2012). Nesse sistema, a protenso pode ser
aplicada antes ou
depois da concretagem.
Essa soluo funciona melhor para distribuio e reduo de fissuras
e
segurana ruptura no caso de incndios, exploses e outros eventos
menos
comuns de ocorrerem. Os aos de protenso podem ser de relaxao
baixa (RB) e
relaxao mdia (RM) e os mais comuns so CP-175 e CP-190,
quanto
resistncia.
2.2.1. Protenso com aderncia inicial (pr-trao)
Nesse caso, o estiramento da armadura ativa feito antes do
lanamento do
concreto. Os apoios do ao so independentes da pea e, aps
endurecimento do
concreto, so desmontados. Segundo Csar Jnior e Verssimo (1998),
a aderncia
do concreto realizada por ancoragem.
2.2.2. Protenso com aderncia posterior (ps-trao)
Com as barras no interior das bainhas metlicas, estas no
interior do
concreto, a protenso aplicada aps o endurecimento do concreto. A
aderncia
feita por injeo de calda de cimento nas cordoalhas. Os apoios do
ao so partes
da pea e a protenso realizada por estiramento dos cabos por
equipamentos
especiais.
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3. DEFINIES
As lajes protendidas so utilizadas quando necessrio vencer
grandes vos,
o que no possvel com lajes de concreto armado, que necessitariam
de mais
pilares. Tal fato uma tima soluo quando a arquitetura exige
grandes vos livres.
Podem ser feitas lajes macias, lajes protendidas planas, que so
aquelas que no
necessitam de vigas e podem necessitar o engrossamento na regio
dos pilares,
lajes alveolares, nervuradas e cogumelo.
As lajes lisas e as nervuradas so as mais utilizadas atualmente
como lajes
protendidas. As lisas possuem execuo mais fcil que as outras,
porm existe o
problema da puno na ligao laje-pilar. Pode-se fazer capitis nos
pilares para
reduzir o cisalhamento na unio dos pilares com a laje.
As lisas possuem como grande vantagem a falta de necessidade dos
pilares
estarem alinhados, por no existirem vigas na construo (EMERICK,
2002). A
distncia entre os pilares pode ser de 6 a 8 metros. Todavia,
pode haver a
necessidade de utilizar vigas de transio. Para auxiliar na
estabilidade global da
estrutura, recomendado fazer paredes estruturais e tomar
providncias adicionais
ao executar edifcios altos, como paredes e pilares de
contraventamento.
As espessuras das lajes protendidas, como j mencionado, so
reduzidas em
relao das lajes armadas. A seguir, um grfico obtido por Schmid
de comparao
dos vos de alguns tipos de laje (FIGURA 4).
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Figura 4 Comparao entre vos de lajes
Fonte: Schmid apud Emerick, 2002.
4. PROCESSOS DE FABRICAO E MONTAGEM
As lajes protendidas podem ser moldadas in loco ou pr-moldadas.
No caso
das moldadas no local, o processo de construo similar ao de
lajes armadas,
porm com os detalhes de protenso no aderente ou aderente. Um
detalhe que
os cabos de protenso devem ser montados antes de colocao de
condutores de
eletricidade e outros dispositivos mecnicos.
Primeiramente, as lajes feitas no local em que sero efetivamente
utilizadas
precisam de formas e do correto posicionamento das bainhas,
cordoalhas e cabos
inseridos nestas. As formas so cobertas por desmoldantes. No
caso das lajes pr-
tensionadas, as cordoalhas so esticadas por macacos hidrulicos
antes do
lanamento do concreto. J em barras ps-tensionadas, elas so
estiradas aps
endurecimento do concreto, podendo haver preenchimento das
cordoalhas com nata
de cimento (aderente) ou por graxa (no aderente).
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Lajes protendidas pr-moldadas ou pr-fabricadas possuem os
mesmos
sistemas de protenso de lajes moldadas in loco. Entretanto, so
moldadas fora do
local onde permanecero. Antes do endurecimento do concreto, so
feitas as
marcaes onde sero feitos os cortes (so produzidas em grandes
comprimentos
para depois serem divididas) e, ento, so cortadas. Estas so
iadas e estocadas
em local prprio, com calos separando cada uma. Se necessrio, so
feitos
recortes e acabamento.
Para a montagem das lajes pr-moldadas, feito o iamento das peas
por
gruas. O local em que feito o encaixe de fitas e alas metlicas
deve ser calculado
para que haja estabilidade do elemento durante transporte. O
posicionamento das
lajes normalmente feito por poucos funcionrios, pela facilidade
da montagem.
Porm, a mo-de-obra deve ser qualificada.
FIGURA 5 Iamento de laje alveolar protendida
Fonte: Cilel, 2014.
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5. DICAS DE EXECUO
Algumas dicas de execuo so necessrias. necessrio o cumprimento
do
que dizem as normas tcnicas NBR 6118, 7681, 7682, 7683, 7684,
7685 e 14931.
As cordoalhas devem ser preenchidas em at quinze dias aps a
realizao da
protenso. A injeo da nata de cimento, quando utilizada, deve ser
evitada em dias
de sol forte ou chuva, tentando aproveitar a manh para faz-lo,
horrio em que a
temperatura estar mais baixa, devida queda durante a
noite(RUDLOFF, 2012).
recomendvel que o equipamento de injeo seja lavado com gua ao
final
de cada operao ou de trs em trs horas. O equipamento de injeo da
nata de
cimento possui misturador, coletor do cimento e a bomba
injetora. O funcionrio que
operar a mquina deve ter sido treinado antes do servio.
Figura 6 Equipamento de injeo
Fonte: Rudloff, 2012.
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6. DIMENSIONAMENTOS
Para o clculo de lajes protendidas, um dos mtodos mais
adequados, de
acordo com Milani (2006), o mtodo de equilbrio de cargas. Nele,
a seguinte
sequncia atendida:
a) Determinar carga a ser equilibrada pela protenso: o
carregamento de
protenso deve equilibrar as cargas ermanentes e uma parcela
das
cargas acidentais;
b) Determinar fora de protenso necessria e excentricidade dos
cabos:
definir posies do cabo, dividindo-os em sees. Aps realizar
traado
do cabo, a fora de protenso (P) definida pela expresso:
...............................................Equao (1)
L vo genrico, q carregamento total que atua na laje e fora
no
cabo.
Com o valor de P, multiplica-o pela largura da faixa dos cabos.
O
resultado dividido pela capacidade de cada cabo (80% do valor
da
tenso de escoamento da cordoalha), descobrindo a quantidade
desses;
c) Calcular quantidade de cabos: determinada atravs do resultado
da
fora de protenso atuante sobre a tenso de servio da armadura.
Tal
tenso de servio pode ser estimada como 80% da tenso de
ruptura
da armadura ativa (MILANI, 2006);
d) Verificar tenses no ELS (Estado Limite de Servio): calcular
em
funo das propriedades geomtricas e das perdas de protenso.
Tais
perdas podem ser imediatas (fissurao, atrito, entre outros) ou
ao
longo do tempo (pela fluncia e retrao do concreto),
totalizando
perda de 20% na protenso;
e) Verificar tenses no ELU (Estado Limite ltimo): analisar
ruptura por
puncionamento por flexo e na regio de apoios.
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7. VANTAGENS
As lajes protendidas podem atingir maiores vos que as lajes de
concreto
armado. No caso de lajes lisas, no precisam de vigas. A protenso
auxilia no
controle de fissuras do concreto, principalmente no caso de
protenso completa. A
altura da laje de concreto protendido menor que a de concreto
armado, diminuindo
o peso do elemento e a altura da construo. O concreto protendido
possui
resistncia maior que o armado.
Outro detalhe a maior liberdade arquitetnica que a protenso das
lajes
proporciona, devido ao aumento dos vos livres. As flechas tambm
so diminudas
consideravelmente, muitas vezes sendo eliminadas. Para vos
superiores a 7
metros, h economia em relao a estruturas de concreto armado. Alm
dessas
vantagens citadas, h a diminuio do puncionamento em regies de
apoio, se
colocados cabos protendidos prximos ao local
8. DESVANTAGENS
O custo com a protenso alto. desvantagem utilizar lajes
protendidas em
pequenas obras. Alm disso, concreto protendido exige maior
controle na execuo,
mo-de-obra especializada e equipamentos especficos. Aos de alta
resistncia
exigem maiores cuidados contra corroso.
Outro fator a ser observado que a protenso aumenta a esbeltez
dos
elementos estruturais horizontais. benfico por um lado, mas, por
outro, prejudica
a estabilidade global da edificao. Por isso, so necessrias
verificaes e
utilizaes de alternativas como aumento de rigidez de estruturas
verticais (CSAR
JR; VERSSIMO, 1998).
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9. COMPARATIVO DE CUSTOS
A protenso mais econmica quando repetida vrias vezes numa
obra.
Observa-se tambm economia em vos maiores, pois no possvel espaar
pilares
em 8 metros, por exemplo, de concreto armado. Portanto, a laje
protendida, nesse
caso, diminuiria custo com a diminuio de nmero de pilares.
Muitas vezes, lajes protendidas no so utilizadas pelo medo que
as pessoas
tm do preo ser muito alto. Abaixo, um grfico comparativo de
custos entre laje
protendida e laje armada.
Figura 7 Comparativo de custos
Fonte: Emerick, 2002.
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CONCLUSO
As lajes protendidas possuem grandes vantagens sobre as lajes de
concreto
armado. O gasto adicional com equipamentos de protenso,
mo-de-obra
especializada e ao e concreto mais resistentes balanceada pelos
vrios
benefcios que o sistema traz, como a diminuio ou eliminao de
fissuras e
diminuio na espessura de lajes.
necessrio aumentar esse processo na cultura brasileira. Os
pr-moldados
so ainda mais fceis de serem aplicados nas obras e, quando
pr-fabricados,
possuem maior controle de qualidade.
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REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
CSAR JR, Kos M. Lenz; VERSSIMO, Gustavo de Souza. (1998).
Concreto
Protendido: Fundamentos bsicos. (4a ed.). Viosa: Universidade
Federal de Viosa.
Recuperado a partir de
http://www.dcc.ufpr.br/mediawiki/images/f/f6/CP-vol1.pdf.
CILEL NEGCIO CONCRETO. (2014). Lajes Alveolares. Recuperado a
partir de
http://www.cilel.com.br/produtos/15/Lajes-alveolares.
EMERICK, Alexandre Anoz. (2002). Projeto e Execuo de Lajes
Protendidas.
Braslia: Recuperado a partir de
http://www.deecc.ufc.br/Download/TB812_Estruturas%20de%20Concreto%20Proten
dido/LP.pdf.
MILANI, Alexandre Caio. (2006). Anlise de Lajes Planas
Protendidas Pelo Mtodo
dos Elementos Finitos. (Dissertao de Mestrado). Universidade
Federal do Rio
Grande do Sul, Programa de Ps-Graduao em Engenharia Civil, Porto
Alegre.
RUDLOFF. (2012). Concreto Protendido. So Paulo. Recuperado a
partir de
http://www.dcc.ufpr.br/mediawiki/images/1/16/Catalogo_concreto_protendido-
_Rudloff.pdf.
SCHMID, Manfred Theodor. (2009). Lajes Planas Protendidas. So
Paulo.
Recuperado a partir de
http://www.rudloff.com.br/downloads/publicacoes-
tecnicas/publicacao1_lajes_planas_protendidas.pdf.
