Conceitos Básicos. Prof.: Raul Lobato

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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 Conceitos Básicos Prof.: Raul Lobato

2 Introdução A palavra protensão já transmite a ideia de se instalar um estado prévio de tensões em algo (materiais de construção, estruturas, etc).

3 Definição A protensão pode ser definida como o artifício de introduzir, numa estrutura, um estado prévio de tensões, de modo a melhorar a sua resistência ou seu comportamento sob ação de diversas solicitações.

4 Protensão aplicada ao concreto O concreto é um dos materiais de construção mais importantes e mais utilizados. Apresenta boa resistência à compressão, porém pouca resistência à tração, que além de ser pequena é pouco confiável. Quando não é bem executado, a retração do concreto pode provocar fissuras que eliminam a resistência à tração e por esse motivo ela é geralmente desprezada nos cálculos. Numa viga de concreto armado convencional, sujeito a um momento fletor solicitante, os esforços de compressão são absorvidos pelo concreto e os esforços de tração são resistidos pelas armaduras de aço. O artifício da protensão, aplicado ao concreto, consiste em introduzir esforços prévios que reduzam ou anulem as tensões de tração no concreto sob ação das solicitações em serviço.

5 Protensão aplicada ao concreto O artifício da protensão desloca a faixa de trabalho do concreto para o âmbito das compressões, onde o material é mais eficiente. Uma parte substancial da seção não contribui para a inércia do elemento, com a protensão, aplicam-se tensões prévias de compressão nas partes da seção tracionadas pelas solicitações dos carregamentos. Desse modo, pela manipulação de tensões internas, pode-se obter a contribuição da área total da seção do elemento para a inércia do mesmo. O estado prévio de tensões introduzido pela protensão melhora o comportamento para solicitações de flexão, e no caso de vigas também para solicitações de cisalhamento.

6 Armaduras de vigas protendidas As armaduras de vigas protendidas são de dois tipos: Armaduras protendidas (ativas) Armaduras não protendidas (passivas) As armaduras protendidas são constituídas pelos cabos de aço pré-esticados e ancorados nas extremidades. As armaduras não protendidas são constituídas pelos vergalhões usuais de concreto armado, utilizados como: 1. ARMADURAS SUPLEMENTARES (LONGITUDINAIS): controle da fissuração; 2. ESTRIBOS (TRANSVERSAIS): resistir esforços de cisalhamento; 3. ARMADURAS DE FRETAGEM: armaduras nos pontos de ancoragem dos cabos de protensão que destinam-se a evitar a ruptura local do concreto nos pontos sujeitos a tensões muito elevadas 4. ARMADURAS DE DISTRIBUIÇÃO (REGIONAIS): denominadas armaduras de introdução de tensões, destinam-se a garantir o espalhamento de tensões, aplicadas localmente para a seção total do elemento.

7 Armaduras de vigas protendidas

8 Comportamento de peças protendidas Se as tensões de tração provocadas pelas cargas forem inferiores às tensões prévias de compressão, a seção continuará comprimida, não sofrendo fissuração. Sob ação de cargas mais elevadas, as tensões de tração ultrapassam as tensões prévias, de modo que o concreto fica tracionado e fissura. Retirando-se a carga, a protensão provoca o fechamento das fissuras. Ensaios realizados com vigas protendidas, sujeitas a cargas repetidas, mostram que essas vigas mantêm suas características de comportamento após a atuação de um grande número de ciclos de carregamento. Essa propriedade é de grande importância na utilização de concreto protendido em estruturas sujeitas a cargas repetidas, como, por exemplo, pontes ferroviárias e rodoviárias.

9 Sentido econômico do concreto protendido O sentido econômico do concreto protendido consiste no fato de que os aumentos porcentuais de preços são muito inferiores aos acréscimos de resistência utilizáveis, tanto para o concreto como para o aço de protensão.

10 Vantagens Técnicas do Concreto Protendido Em relação ao concreto armado convencional, o concreto protendido apresenta as vantagens: a) Reduz as tensões de tração provocadas pela flexão e pelos esforços cortantes; b) Reduz a incidência de fissuras; c) Reduz as quantidades necessárias de concreto e de aço, devido ao emprego eficiente de materiais de maior resistência; d) Permite vencer vão maiores que o concreto armado convencional; para o mesmo vão, permite reduzir a altura necessária da viga; e) Facilita o emprego generalizado de pré-moldagem, uma vez que a protensão elimina a fissuração durante o transporte das peças; f) Durante a operação de protensão, o concreto e o aço são submetidos a tensões em geral superiores às que poderão ocorrer na vida do elemento sujeito às cargas de serviço. A operação de protensão constitui, neste caso, uma espécie de prova de carga do elemento. Em relação às estruturas de aço e de madeira apresentam a vantagem de necessitarem de manutenção mais simples e barata.

11 Desvantagens a) Dificuldade, em algumas situações, para execução de reformas; b) Necessidade de colocação de elementos específicos: bainhas, cabos, etc.; c) Necessidade de escoramento e tempo de cura para peças moldadas no local; d) Perdas de protensão imediatas e progressivas; e) Controle de execução mais rigoroso e mão de obra especializada; f) Além da corrosão eletrolítica as armaduras protendidas apresentam corrosão sobtensão; g) Comparado às estruturas metálicadas e de madeira: peso final relativamente alto.

12 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: CONCRETO PROTENDIDO Conceitos Básicos

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