Aplicações do Concreto Protendido

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: CONCRETO PROTENDIDO Aplicações do Concreto Protendido Prof.: Raul Lobato

2 Aula 07 Infraestrutura; Edificações; Aparelhos urbanos; Obras de arte; Monumentos e outras.

3 Infraestrutura Em relação à infraestrutura, há dois tipos de aplicações bastante empregados em fundações e também a aplicação em pavimentos de concreto sobre o solo. FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações

4 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Estacas pré-moldadas protendidas:

5 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Estacas pré-moldadas protendidas: estas estacas são indicadas para quando se deseja executar FUNDAÇÕES PROFUNDAS COM NECESSIDADE DE ATRAVESSAR LENÇÓIS FREÁTICOS; permitem emendas que, em príncipio, alcaçam qualquer profundidade. Para sua cravação são utilizadas bate-estacas, normalmente gravitacionais, que, através da elevação de um peso até uma altura predeterminada, ao ser solto faz com que a energia gravitacional da queda se transfira para a cabeça da estaca e, assim, faça com que a mesma penetre no solo.

6 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Estacas pré-moldadas protendidas: para este tipo de elemento duas situações são críticas: a ETAPA DE MANUSEIO da estaca até o seu posicionamento, em que há esforços de flexão de intensidade razoável, e durante a CRAVAÇÃO, em que haverá sempre uma FLEXÃO COMPOSTA devida às EXCENTRICIDADES naturais do material concreto; falta de VERTICALIDADE da estaca; e o PESO atingindo a cabeça da estaca fora de seu centro de gravidade. Desta forma, uma protensão, permite evitar fissuras em um material que resiste melhor às ações dinâmicas da cravação, quando comparadas com similares de concreto armado.

7 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Radiers:

8 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Radiers: as fundações em radier, muito utilizadas nos Estados Unidos, são, de maneira simplificada, LAJES APOIADAS EM SOLO QUE SERVE DE APOIO A UMA ESTRUTURA. Uma boa solução é obtida quando se usa cabo de cordoalha engraxada. Costuma-se colocar no fundo do radier (antes da concretagem do mesmo) uma LONA PLÁSTICA que, além de evitar a saída de nata de cimento ou água para o solo, diminui o atrito do concreto (depois de endurecido) com o solo durante a operação de protensão.

9 Conjunto Habitacional da Paupina - CE

10 Conjunto Habitacional da Paupina - CE

11 Londrina - PR

12 Edifício Evidence - CE Espessura: 50 cm; Capitéis: 80 cm; 14 pavimentos.

13 Pisos comerciais e Aeroportos - PR

14 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Vigas Baldrames: as vigas de edificação feitas junto ao solo, que devem resistir às paredes de fechamento, são chamadas de baldrames e, como qualquer viga, estão sujeitas à FLEXÃO, e podem se beneficiar dos efeitos da protensão a ser executadas com PROTENSÃO COM ADERÊNCIA INICIAL pré-moldadas (o caso mais comum). Como estarão, pelo menos em alguns casos, em contato com o solo podem ser usadas com PROTENSÃO COMPLETA, evitando a fissuração do concreto.

15 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Reforço de blocos de fundação de grandes dimensões: obras como pontes podem ter em sua fundação blocos de estacas ou tubulões de grandes dimensões que recebem pilares com GRANDES ESFORÇOS. Não é incomum que problemas de erro de execução ou DETERIORAÇÃO PREMATURA da armadura levem à necessidade de reforço destes blocos, sendo neste caso o uso de CABOS DE PROTENSÃO EXTERNOS muito empregado.

16 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Reforço de blocos de fundação de grandes dimensões: a protensão externa permite resolver problemas que não podem ser solucionados por outros métodos, e que apesar do alto custo e INTERVENÇÃO ARQUITETÔNICA (mecanismos especiais de ancoragem e desvio dos cabos) apresenta VANTAGENS como a redução da complexidade dos trabalhos de execução e a facilidade de SUBSTITUIÇÃO de cabos velhos ou danificados.

17 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Reforço de blocos de fundação de grandes dimensões: em blocos de grandes dimensões, o reforço, com ou sem acréscimo de estacas, é, geralmente, feito pelo ACRÉSCIMO DA SEÇÃO DE CONCRETO nas faces superior e laterais.

18 Infraestrutura FUNDAÇÃO: a protensão pode ser utilizada em diversos elementos de fundações Reforço de blocos de fundação de grandes dimensões:

19 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE Inauguração: 1979 Localização: bacia do Rio Pina Fundação: estacas do tipo Franki

20 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE

21 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE Superestrutura; Infraestrutura: Aparelhos de apoio; Blocos de fundação.

22 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE Ensaios realizados: Determinação do teor de cloretos e sulfatos (exposição ao vento) Determinação da ocorrência de reação álcali-agregado RELATÓRIOS TÉCNICOS: FADE/UFPE: não aproveitamento dos blocos (substituição). TECOMAT: demolição da parte mais afetada B & C ENGENHEIROS CONSULTORES LTDA: reforço

23 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE LICITAÇÃO: CONCREPÓXI ENGENHARIA:

24 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE

25 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE

26 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: PONTE PAULO GUERRA RECIFE/PE

27 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: EDIFÍCIO COMERCIAL RECIFE/PE Inauguração: pavimentos Área: m² Estrutura: concreto armado Fundação: estacas tipo Franki VIDRO FLAMBADO HISTÓRICO DA REGIÃO

28 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: EDIFÍCIO COMERCIAL RECIFE/PE

29 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: EDIFÍCIO COMERCIAL RECIFE/PE

30 Infraestrutura ESTUDO DE CASO: EDIFÍCIO COMERCIAL RECIFE/PE

31 Construções de Edificações Nas construções de edificações, praticamente todos os componentes podem ser protendidos, excetuando-se os pilares. Assim, normalmente em prédios comerciais, residências e industrias pode-se ter VIGAS, LAJES, COBERTURAS e alguns PAINÉIS DE FECHAMENTO protendidos. LAJES: PRÉ-MOLDADA MOLDADAS NO LOCAL PRÉ-MOLDADA COM TRILHOS ALVEOLAR LISAS (ALIVIADAS OU NÃO) DUPLO TÊ

32 Construções de Edificações LAJES MOLDADAS NO LOCAL:

33 Construções de Edificações LAJES MOLDADAS NO LOCAL:

34 Construções de Edificações LAJES PRÉ-MOLDADAS COM TRILHOS PROTENDIDOS: A laje prémoldada com trilhos protendidos é composta de nervuras de concreto protendido, chamadas de trilhos.

35 Construções de Edificações LAJES PRÉ-MOLDADAS COM TRILHOS PROTENDIDOS: O sistema é completado por ELEMENTOS DE ENCHIMENTO que podem ser de EPS ou lajotas cerâmicas que servem de fôrma para o concreto da capa e do restante da nervura. Durante a concretagem da capa, os trilhos devem resistir o peso desta, da lajota, das pessoas e equipamentos utilizados na concretagem.

36 Construções de Edificações LAJES COM PAINEL ALVEOLAR: A laje ou painel alveolar constitui-se, provavelmente, no elemento de protensão com ADERÊNCIA INICIAL mais usado no mercado brasileiro.

37 Construções de Edificações LAJES EM DUPLO TÊ: As lajes do tipo tê são elementos que possuem uma grande INÉRCIA, podendo-se dizer até que são vigas com a laje acoplada. São empregadas para grandes vãos.

38 Construções de Edificações Aumento da resistência à punção Aumento da resistência próximo ao pilar para a transferência de momentos de ligação laje-pilar Distribuição dos cabos em Planta Dificuldade pela alta taxa de armadura Mínimo de 2 cabos Distribuições alternativas Lajes cogumelo: distribuição em feixes

39 Construções de Edificações VIGAS: As vigas de edificação podem ser PROTENDIDAS COM ADERÊNCIA INICIAL OU POSTERIOR À CONCRETAGEM, E AINDA PODEM SER UTILIZADAS COM CORDOALHAS COM E SEM ADERÊNCIA. No Brasil as vigas protendidas têm sido mais usadas em construções PRÉ-MOLDADAS e, portanto, o uso mais comum se dá com a protensão com a aderência inicial. Desta forma, as peças são executadas em fábricas, transportadas até o local, içadas e colocadas na posição final para servirem de apoio às lajes e paredes da edificação. Também podem ser executadas no local e se utilizar, por exemplo, CORDOALHAS ENGRAXADAS.

40 Construções de Edificações VIGAS:

41 Construções de Edificações ELEMENTOS DE COBERTURA: As coberturas de prédios pré-moldados, principalmente aqueles com grandes vãos, podem ser executadas com telhas tipo W. O esgotamento das águas pluviais se procede com o uso de vigas U.

42 Construções de Edificações PAINÉS DE FECHAMENTO: Para fazer paredes estruturais ou não em estruturas pré-fabricadas é comum o uso de painéis que são projetados para resistir apenas o seu peso, além de ações horizontais, ou também para resistirem a coberturas e lajes. PAREDES PROTENDIDAS: são caracterizadas por possuírem alta resistência à flexão. Os cabos de protensão de alvenaria protendida são usualmente barras de aço com rosca em todo seu comprimento. As ancoragens são as mesmas do concreto protendido

43 Construções de Edificações PAREDES PROTENDIDAS: PERDAS DE PROTENSÃO RELAXAÇÃO DO AÇO DEFORMAÇÃO ELÁSTICA MOVIMENTAÇÃO HIGROSCÓPICA ATRITO EFEITOS TÉRMICOS

44 Construções de Edificações PAREDES PROTENDIDAS: EXECUÇÃO GRAUTEAMENTO PROTEÇÃO

45 Construções de Edificações PAREDES PROTENDIDAS: EXECUÇÃO CORREÇÃO DE IRREGULARIDADES ANCORAGEM

46 Pontes, Viadutos e Passarelas Talvez a maior aplicação do concreto protendido se dê atualmente nas pontes rodoviárias e ferroviárias. Devido suas características, o concreto protendido, em geral, conduz a soluções mais baratas e com pequeno custo de conservação. PONTES E VIADUTOS EM VIGAS MÚLTIPLAS: são soluções que contemplam o uso de ELEMENTOS PRÉ-MOLDADOS. Normalmente são moldados próximos à ponte, porém ainda fora da sua posição final. Após o término das fundações e da mesoestrutura são colocadas na posição final através geralmente de GUINDASTES, podendo ser usadas ainda TRELIÇAS METÁLICAS LANÇADORAS. O grande REAPROVEITAMENTO DE FÔRMAS e a não necessidade do uso de escoramento torna o emprego desse tipo de ponte comum.

47 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES E VIADUTOS EM VIGAS MÚLTIPLAS:

48 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES E VIADUTOS EM VIGAS CELULARES: este tipo estrutural conduz à menor ALTURA NECESSÁRIA, mas o custo com as FÔRMAS costuma ser maior que o dos outros tipos se seção transversal. Por possuir LAJE INFERIOR, é muito interessante para uso de estruturas contínuas, pois a seção transversal tem capacidade de resistir a momentos negativos.

49 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES EM BALANÇOS PROGRESSIVOS: é uma das técnicas mais interessantes quando se deseja construir pontes ou viadutos com grandes vãos SUPRIMINDO O USO DE ESCORAMENTO. A técnica consiste em executar em vez de TRECHOS DA ESTRUTURA LONGITUDINAL (longarinas), TRECHOS DE TODA A SEÇÃO TRANSVERSAL. Na primeira etapa de construção os PILARES são executados com um pequeno trecho da estrutura. Na segunda etapa são executadas ADUELAS EM BALANÇO, à esquerda e à direita do trecho em cima de cada pilar. O processo construtivo pode ser utilizado com moldagem in loco ou com uso de elementos pré-moldados. Exemplo: Ponte Rio-Niterói.

50 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES EM BALANÇOS PROGRESSIVOS:

51 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES EMPURRADAS: outro tipo de construção de pontes é o da ponte empurrada (deslocamento progressivo). Neste caso a SUPERESTRUTURA DA PONTE É EXECUTADA EM UM DOS ACESSOS, e à medida que vão sendo concretados, a ponte vai sendo, através de macacos de protensão, empurrada para se apoiar nos pilares já executados. A grande vantagem desse sistema, no caso de viadutos ou de pontes em vias navegáveis, é permitir a execução sem a INTERRUPÇÃO DE TRÁFEGO.

52 Pontes, Viadutos e Passarelas

53 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES ESTAIADAS: são pontes que tem ganhado grande destaque, se caracterizando pela possibilidade de VENCER VÃOS DE GRANDE MAGNITUDE. São compostas de pelo menos um pilar vertical que sustenta um conjunto de cabos de aço de protensão (ESTAIS), que, por sua vez, dão sustentação ao tabuleiro da laje.

54 Pontes, Viadutos e Passarelas PASSARELAS: junto com as pontes e viadutos, as passarelas (usadas para pedestres) são muito comuns tanto nas rodovias quanto no perímetro urbano das cidades. Devido a sua localização exigem, via de regra, que sejam PRÉ- MOLDADAS para ser montadas rapidamente sem atrapalhar o tráfego.

55 Pontes, Viadutos e Passarelas PONTES PROTENDIDAS EM MADEIRA:

56 Pontes, Viadutos e Passarelas SILOS E RESERVATÓRIOS: reservatórias de líquidos ou silos de grãos, geralmente de seção circular, são projetados com PROTENSÃO RADIAL para melhorar a fissuração das paredes. Eventualmente, podem ser usados também cabos verticais e na cobertura.

57 Sistemas de protensão por cintamento contínuo O cintamento é um processo particular de protensão, que consiste em enrolar uma peça, continuamente, com um fio ou cabo de aço sob tensão. O princípio de cintamento é utilizado na protensão de reservatórios circulares. Concluído o cintamento, os fios são PROTEGIDOS CONTRA CORROSÃO por uma camada de argamassa projetada com o auxilio de ar comprimido. PROTENSÃO CIRCULAR POR CINTAMENTO MANUAL DUPLO: os processos de cintamento manual contínuo exigem pontos de fixação na parede, dos dispositivos de tracionamento (talhas ou macacos). No cintamento manual duplo a protensão é realizada simultaneamente por dois fios, cordoalhas ou cabos, enrolados continuamente, em sentidos opostos, permitindo tracionar um fio ou cabo contra o outro.

58 Cortinas atirantadas No intuito de manter taludes estabilizados, pode-se construir cortinas de concreto que são ancoradas em rocha ou maciço de terra, através de tirantes que neles são chumbados. Os tirantes são protendidos e permitem a funcionabilidade da estrutura.

59 Monumentos De uma maneira geral, os monumentos modernos em concreto são feitos em concreto protendido, pois o sistema tem a execução de ESTRUTURAS MAIS LEVES, DURÁVEIS E COM POUCA DEFORMAÇÃO.

60 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: CONCRETO PROTENDIDO Aplicações do Concreto Protendido raul.lobatto@hotmail.com