Estruturas de Betão Armado II 13 Pré-Esforço - Introdução

Transcrição

1 Estruturas de Betão Armado II 1

2 Pré-Esforço é a apliação de esforços em peças de betão, antes do iníio da sua utilização, que ontrariam os efeitos das ações a que estas vão estar sujeitas. O pré-esforço pode ser apliado por meio de abos, fios ou varões tensionados ontra a própria peça de betão. Exemplo: Um tirante de betão pode ser previamente omprimido por forma a evitar que o betão fendilhe sob a ação da força de tração a que vai estar sujeito. Tensão no abo: N P = P > 0 Tensão no betão: N = -P < 0 σ = -P/A < 0 Tensão no abo: N P = P + N P P Tensão no betão: N = -P + N -P + F Se P > F: N < 0 σ < 0 2

3 Compressão EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS M B.A. om Compressão Betão Armado: M w r = w 2 bh = 6 f tm Betão Armado om ompressão: M ćr M r a a Betão Armado a (seja σ P = -P/A = -5MPa e f tm = 2.5 MPa) σ = f tm = M w r P A M r = w f tm + P A 3M r 3

4 Compressão EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS M B.A. om Compressão M ćr Conlusões: A ompressão devido ao pré-esforço, só por si, aumenta onsideravelmente o momento de fendilhação, isto é, o iníio da fendilhação. M r a a Betão Armado a Na situação indiada na figura anterior, e para a mesma arga, a fleha é muito menor na peça omprimida, devido à ausênia de fendilhação, do que na peça sem pré-esforço. 4

5 Exentriidade EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS M M R M R M r M ćr M r ap a a a a Deformação iniial devido à exentriidade do pré-esforço: a p < 0 a = a -a p << a 5

6 Exentriidade EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS M M R M R M r M ćr M r ap a a a a σ = f tm = M w r P A P e w M r M r = w M r f = tm + P e P A + P e 6

7 Exentriidade EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS M M R M R M r M ćr M r ap a a a a Se o aço de pré-esforço for aderente ao betão, ele também funiona omo armadura aumentando o momento resistente de M R para M R. Conlusões: A existênia de exentiidade no pré-esforço leva: à redução das deformações; ao aumento do valor do momento de fendilhação, e ao aumento do momento 7 resistente, se o pré-esforço for aderente.

8 EFEITOS DO PRÉ-ESFORÇO EM VIGAS Desvio do Cabo Como o ângulo α é pequeno onsidera-se a: omp. hor. = Posα P omp.vert.= Psenα Ptg α Conlusões: Os efeitos do abo sobre a peça de betão são autoequilibrados, não provoando reações em vigas isostátias. As forças de desvio do abo onduzem as forças do vão para os apoios, aliviando o esforço transverso. 8

9 MARCOS HISTÓRICOS DO PRÉ-ESFORÇO Eugéne Freyssinet ( ) 1906 a 1912 Freyssinet onstrui três pontes om préesforço na região de Vihy; ª patente de Freyssinet sobre p.e. em França; ª ponte de betão p.e. em Portugal, entre Benavente e Salvaterrra de Magos. Luzany (1941) 9

10 Nomenlatura Cabo de pré-esforço Anoragem ativa Anoragem passiva Anoragem ativa Anoragem de ontinuidade Anoragem ativa 10

11 Evolução das Anoragens Cone de betão e fios de aço Cone de aço om ordões Cunhas e ordões Sistemas ompatos 11

12 Anoragens Ativas Cunhas Injeção de alda Cabeça de an. Bainha Cordões Plaa de anoragem Cinta de onfinamento do betão 12

13 Anoragens Passivas 13

14 Anoragens de Continuidade Maao de Pré-Esforço 14

15 Apliação do Pré-Esforço Coloação da plaa de an. Tensionamento do abo Posiionamento do maao Aperto das unhas Injeção das bainhas om alda de imento 15

16 Apliação de Pré-Esforço em Pontes e Viadutos 16

17 Apliação de Pré-Esforço em Edifíios Laje maiça, pré-esforçada Laje nervurada, pré-esforçada 17

18 TIPOS DE PRÉ-ESFORÇO Pré-esforço aderente/não aderente: O pré-esforço é designado por aderente se o aço de pré-esforço estiver ligado ao betão ao longo dos seu omprimento, por exemplo om utilização de alda de imento, garantindo um funionamento onjunto dos materiais semelhante ao das armaduras ordinárias. Pré-esforço interior/exterior: O pré-esforço é designado por exterior se o aço de pré-esforço estiver oloado exteriormente à seção de betão, tomando ontato om esta apenas em pontos loalizados ao longo do vão (anoragens e pontos de desvio). 18

19 TIPOS DE PRÉ-ESFORÇO Pré-esforço por pós-tensão: O aço de pré-esforço é tensionado depois da betonagem da peça, quando o betão adquiriu a resistênia neessária. A transferênia é realizada quer nas extremidades, através de dispositivos meânios de fixação das armaduras (anoragens), quer ao longo das armaduras. Pré-esforço por pré-tensão: O aço de pré-esforço é tensionado antes da betonagem da peça de betão, sendo o pré-esforço transferido ao betão após a ura do mesmo. É o sistema utilizado orrentemente em fábria para a pré-fabriação de vigotas, lajes alveoladas, de vigas pré-esforçadas para pontes e asnas para edifíios industriais. O pré-esforço é transferido do aço para o betão por aderênia entre os dois materiais. 19

20 SISTEMAS DE PRÉ-ESFORÇO MAIS CORRENTES VSL Freyssinet DSI Dywidag Tensaiai BBRV Stronghold CCL Maalloy 20